KR20190054812A - Method of operating memory device and memory device performing the same - Google Patents

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임석현
김상윤
박덕하
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삼성전자주식회사
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Abstract

In a driving method of a memory apparatus, the memory apparatus operates in one mode among a normal mode, a first self-refresh mode in which time required for performing a self-refresh operation for saving data stored in memory cells without an external command and returning to the normal mode is shorter than a reference time, and a second self-refresh mode in which the time required for performing the self-refresh operation and returning to the normal mode is longer than the reference time. In the normal mode, a first driving voltage having a first level is generated and provided to the memory cells. When entering the second self-refresh mode, the level of the first driving voltage is changed to a second level, which is lower than the first level, and is provided to the memory cells.

Description

메모리 장치의 구동 방법 및 이를 수행하는 메모리 장치{METHOD OF OPERATING MEMORY DEVICE AND MEMORY DEVICE PERFORMING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of driving a memory device,

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메모리 장치의 구동 방법 및 상기 구동 방법을 수행하는 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a method of driving a memory device and a memory device performing the driving method.

반도체 메모리 장치는 전원 공급이 중단될 때 저장된 데이터를 상실하는지 여부에 따라 휘발성 메모리 장치(volatile memory device)와 비휘발성 메모리 장치(nonvolatile memory device)로 구분될 수 있다. 반도체 메모리 장치 중에서 동적 랜덤 액세스 메모리(dynamic random access memory; DRAM)와 같은 휘발성 메모리 장치는 저장된 데이터를 유지하기 위하여 리프레쉬(refresh) 동작을 수행할 수 있다. 최근에는 휘발성 메모리 장치가 다양한 종류의 모바일 시스템에 적용되고 있다. 모바일 시스템에서는 전력 소모량을 감소시키는 것이 중요하며, 이에 따라 휘발성 메모리 장치의 전력 소모를 감소시키기 위한 다양한 기술들이 연구되고 있다.The semiconductor memory device may be divided into a volatile memory device and a nonvolatile memory device depending on whether the stored data is lost when the power supply is interrupted. Among semiconductor memory devices, a volatile memory device such as a dynamic random access memory (DRAM) may perform a refresh operation to maintain stored data. In recent years, volatile memory devices have been applied to various types of mobile systems. In mobile systems, it is important to reduce power consumption, and various techniques for reducing power consumption of volatile memory devices have been studied.

본 발명의 일 목적은 리프레쉬 모드에서 전력 소모를 감소시킬 수 있는 메모리 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method of driving a memory device capable of reducing power consumption in a refresh mode.

본 발명의 다른 목적은 리프레쉬 모드에서 전력 소모를 감소시킬 수 있는 메모리 장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a memory device capable of reducing power consumption in a refresh mode.

상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치의 구동 방법에서, 상기 메모리 장치는 정상 모드, 외부 커맨드 없이 메모리 셀들에 저장된 데이터를 보존하는 셀프 리프레쉬(self refresh) 동작을 수행하고 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간이 기준 시간보다 짧은 제1 셀프 리프레쉬 모드, 및 상기 셀프 리프레쉬 동작을 수행하고 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간이 상기 기준 시간보다 긴 제2 셀프 리프레쉬 모드 중 하나로 동작한다. 상기 정상 모드에서, 제1 레벨을 가지는 제1 구동 전압을 발생하여 상기 메모리 셀들에 제공한다. 상기 제2 셀프 리프레쉬 모드로 진입하는 경우에, 상기 제1 구동 전압의 레벨을 상기 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨로 변경하여 상기 메모리 셀들에 제공한다.In order to achieve the above object, in a method of driving a memory device according to embodiments of the present invention, the memory device performs a self refresh operation to save data stored in memory cells in a normal mode and without an external command A first self-refresh mode in which the time required for returning to the normal mode is shorter than a reference time, and a second self-refresh mode in which the time required for returning to the normal mode is longer than the reference time do. In the normal mode, a first driving voltage having a first level is generated and provided to the memory cells. Refresh mode, the level of the first driving voltage is changed to a second level lower than the first level and provided to the memory cells.

상기 일 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치의 구동 방법에서, 상기 메모리 장치는 정상 모드, 외부 커맨드 없이 메모리 셀들에 저장된 데이터를 보존하는 셀프 리프레쉬(self refresh) 동작을 수행하고 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간이 기준 시간보다 짧은 제1 셀프 리프레쉬 모드, 및 상기 셀프 리프레쉬 동작을 수행하고 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간이 상기 기준 시간보다 긴 제2 셀프 리프레쉬 모드 중 하나로 동작한다. 상기 정상 모드에서, 상기 메모리 장치의 동작 온도에 따라 달라지는 제1 가변 레벨을 가지는 제1 구동 전압을 발생하여 상기 메모리 셀들에 제공한다. 상기 제1 셀프 리프레쉬 모드로 진입하는 경우에, 상기 제1 구동 전압의 레벨을 상기 동작 온도와 무관하게 일정한 제1 고정 레벨로 변경하여 상기 메모리 셀들에 제공한다. 상기 제2 셀프 리프레쉬 모드로 진입하는 경우에, 상기 제1 구동 전압의 레벨을 상기 제1 가변 레벨 및 상기 제1 고정 레벨보다 낮고 상기 동작 온도와 무관하게 일정한 제2 고정 레벨로 변경하여 상기 메모리 셀들에 제공한다.In order to achieve the above object, in a method of driving a memory device according to embodiments of the present invention, the memory device performs a self refresh operation to save data stored in memory cells in a normal mode and without an external command A first self-refresh mode in which the time required for returning to the normal mode is shorter than a reference time, and a second self-refresh mode in which the time required for returning to the normal mode is longer than the reference time do. In the normal mode, a first driving voltage having a first variable level that varies depending on the operating temperature of the memory device is generated and provided to the memory cells. When the first self-refresh mode is entered, the level of the first driving voltage is changed to a first fixed level that is constant regardless of the operating temperature, and is provided to the memory cells. When the memory cell enters the second self-refresh mode, changes the level of the first driving voltage to a second fixed level lower than the first variable level and the first fixed level and constant regardless of the operating temperature, .

상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치는 메모리 셀 어레이, 제1 전압 컨트롤러 및 제1 전압 발생기를 포함한다. 상기 메모리 셀 어레이는 제1 구동 전압에 기초하여 동작하는 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 상기 제1 전압 컨트롤러는 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호에 기초하여 상기 제1 구동 전압의 레벨을 조절하기 위한 제1 전압 제어 신호를 발생한다. 상기 제1 전압 발생기는 전원 전압 및 상기 제1 전압 제어 신호에 기초하여 상기 제1 구동 전압을 발생하고, 정상 모드에서 상기 제1 구동 전압의 레벨을 제1 레벨로 설정하고, 외부 커맨드 없이 상기 메모리 셀들에 저장된 데이터를 보존하는 셀프 리프레쉬(self refresh) 동작을 수행하고 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간이 기준 시간보다 짧은 제1 셀프 리프레쉬 모드에서 상기 제1 구동 전압의 레벨을 제2 레벨로 설정하며, 상기 셀프 리프레쉬 동작을 수행하고 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간이 상기 기준 시간보다 긴 제2 셀프 리프레쉬 모드에서 상기 제1 구동 전압의 레벨을 상기 제1 레벨 및 상기 제2 레벨보다 낮은 제3 레벨로 설정한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a memory device including a memory cell array, a first voltage controller, and a first voltage generator. The memory cell array includes a plurality of memory cells that operate based on a first driving voltage. The first voltage controller generates a first voltage control signal for adjusting a level of the first driving voltage based on a first control signal and a second control signal. Wherein the first voltage generator generates the first drive voltage based on a power supply voltage and the first voltage control signal, sets the level of the first drive voltage to a first level in a normal mode, A self refresh operation for saving data stored in cells and setting a level of the first driving voltage to a second level in a first self refresh mode in which a time required for returning to the normal mode is shorter than a reference time, Refreshing mode in which the time required for performing the self-refresh operation and returning to the normal mode is longer than the reference time, the level of the first driving voltage is lower than the first level and the third level lower than the second level in the second self- .

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치 및 그 구동 방법에서는, 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간이 상대적으로 길고 셀프 리프레쉬 동작을 수행하는 제2 셀프 리프레쉬 모드에서, 메모리 셀들에 제공되는 구동 전압의 레벨을 정상 모드에서와 다르게 변경할 수 있다. 예를 들어, 제2 셀프 리프레쉬 모드에서, 전원 전압보다 높은 제1 구동 전압의 레벨은 감소될 수 있고, 접지 전압보다 낮은 제2 구동 전압의 레벨은 증가될 수 있다. 또한, 셀프 리프레쉬 동작의 수행 시간 및/또는 셀프 리프레쉬 동작의 주기를 적응적으로 추가 조절할 수 있다. 따라서, 제2 셀프 리프레쉬 모드에서 셀프 리프레쉬 동작의 특성이 보장되면서 셀프 리프레쉬 전류가 감소될 수 있으며, 메모리 장치의 전력 소모가 감소될 수 있다.In the second self-refresh mode in which the time required for returning to the normal mode is relatively long and the self-refresh operation is performed, the driving voltage supplied to the memory cells Can be changed to a level different from that in the normal mode. For example, in the second self-refresh mode, the level of the first drive voltage higher than the power supply voltage can be reduced, and the level of the second drive voltage lower than the ground voltage can be increased. Further, the execution time of the self-refresh operation and / or the cycle of the self-refresh operation can be adaptively adjusted. Therefore, in the second self-refresh mode, the self-refresh current can be reduced while ensuring the characteristics of the self-refresh operation, and the power consumption of the memory device can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 메모리 장치에 포함되는 전압 컨트롤러의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 5는 도 4의 전압 컨트롤러의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 구동 전압의 레벨 변경의 일 예를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 셀프 리프레쉬 동작의 특성 보상을 위한 일 예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8a, 8b 및 8c는 본 발명의 실시예들에 따른 셀프 리프레쉬 동작의 특성 보상을 위한 다른 예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 구동 전압의 레벨 변경의 다른 예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 12a, 12b 및 13은 본 발명의 실시예들에 따른 구동 전압의 레벨 변경의 또 다른 예들을 설명하기 위한 그래프들이다.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치를 포함하는 컴퓨팅 시스템을 나타내는 블록도이다.
1 is a flowchart showing a method of driving a memory device according to embodiments of the present invention.
2 is a diagram for explaining an operation mode of a memory device according to embodiments of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a memory device in accordance with embodiments of the present invention.
4 is a circuit diagram showing an example of a voltage controller included in the memory device of FIG.
5 is a timing chart for explaining the operation of the voltage controller of FIG.
6A and 6B are graphs for explaining an example of a level change of the driving voltage according to the embodiments of the present invention.
FIG. 7 is a graph for explaining an example of characteristic compensation of the self-refresh operation according to the embodiments of the present invention.
8A, 8B and 8C are graphs for explaining another example for the characteristic compensation of the self-refresh operation according to the embodiments of the present invention.
9 is a graph for explaining another example of the level change of the driving voltage according to the embodiments of the present invention.
10 is a flowchart showing a method of driving a memory device according to embodiments of the present invention.
11 is a block diagram illustrating a memory device in accordance with embodiments of the present invention.
12A, 12B and 13 are graphs for explaining still another example of the level change of the driving voltage according to the embodiments of the present invention.
14 is a block diagram illustrating a memory system including a memory device in accordance with embodiments of the present invention.
15 is a block diagram illustrating a computing system including a memory device in accordance with embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다. 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.1 is a flowchart showing a method of driving a memory device according to embodiments of the present invention. 2 is a diagram for explaining an operation mode of a memory device according to embodiments of the present invention.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치의 구동 방법에서, 상기 메모리 장치는 저장된 데이터를 보존 또는 유지하기 위하여 리프레쉬(refresh) 동작을 수행하며, 특히 외부 커맨드 없이 상기 저장된 데이터를 보존 또는 유지하는 셀프 리프레쉬(self refresh) 동작을 수행한다.Referring to FIGS. 1 and 2, in the method of driving a memory device according to embodiments of the present invention, the memory device performs a refresh operation to store or maintain stored data, And performs a self refresh operation for storing or maintaining data.

상기 메모리 장치는 정상 모드 및 두 개 이상의 셀프 리프레쉬 모드로 동작한다. 상기 정상 모드는 데이터 기입 동작, 데이터 독출 동작 등이 수행되는 일반적인 동작 모드를 나타낸다. 제1 셀프 리프레쉬 모드는 상기 셀프 리프레쉬 동작이 수행되는 동작 모드를 나타내며, 상기 제1 셀프 리프레쉬 모드에서 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간(즉, 종료 시간(exit time))은 기준 시간보다 짧다. 제2 셀프 리프레쉬 모드 역시 상기 셀프 리프레쉬 동작이 수행되는 동작 모드를 나타내며, 다만 상기 제2 셀프 리프레쉬 모드에서 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간은 상기 기준 시간보다 길다.The memory device operates in a normal mode and two or more self-refresh modes. The normal mode represents a general operation mode in which a data write operation, a data read operation, and the like are performed. The first self-refresh mode represents an operation mode in which the self-refresh operation is performed, and the time (ie, the exit time) required to return from the first self-refresh mode to the normal mode is shorter than the reference time. The second self-refresh mode also indicates the operation mode in which the self-refresh operation is performed, but the time required to return from the second self-refresh mode to the normal mode is longer than the reference time.

예를 들어, 도 2에 도시된 것처럼, 상기 메모리 장치의 동작 모드는 정상 모드(normal mode; NM), 정규 셀프 리프레쉬 모드(self refresh mode; SR), 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(self refresh with power down mode; SRPD) 및 딥 슬립 모드(deep sleep mode; DSM)를 포함할 수 있다. 정규 셀프 리프레쉬 모드(SR), 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(SRPD) 및 딥 슬립 모드(DSM) 모두에서 상기 셀프 리프레쉬 동작이 수행될 수 있다. 상기 셀프 리프레쉬 동작이 수행되지 않는 동안에, 상기 메모리 장치는 정규 셀프 리프레쉬 모드(SR)에서는 아이들(idle) 상태일 수 있고, 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(SRPD)에서는 파워 다운 상태일 수 있으며, 딥 슬립 모드(DSM)에서는 딥 슬립 상태일 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, the operation modes of the memory device include a normal mode NM, a self refresh mode SR, a self refresh with power down mode mode (SRPD) and a deep sleep mode (DSM). The self-refresh operation can be performed in both the regular self-refresh mode SR, the self-refresh power-down mode SRPD, and the deep sleep mode DSM. While the self-refresh operation is not being performed, the memory device may be in an idle state in a regular self-refresh mode (SR), a power-down state in a self-refresh power down mode (SRPD) (DSM) may be in a deep sleep state.

상기 메모리 장치는 정상 모드(NM)에서 정규 셀프 리프레쉬 모드(SR), 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(SRPD) 및 딥 슬립 모드(DSM) 중 하나로 진입할 수 있고, 정규 셀프 리프레쉬 모드(SR)에서 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(SRPD) 및 딥 슬립 모드(DSM) 중 하나로 진입할 수 있으며, 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(SRPD)에서 딥 슬립 모드(DSM)로 진입할 수 있다.The memory device may enter one of the regular self-refresh mode SR, the self-refresh power-down mode SRPD and the deep sleep mode DSM in the normal mode NM, Can enter one of power down mode (SRPD) and deep sleep mode (DSM), and can enter deep sleep mode (DSM) in self-refresh power down mode (SRPD).

정규 셀프 리프레쉬 모드(SR)가 종료되는 경우에, 상기 메모리 장치는 정상 모드(NM)로 즉시 진입할 수 있다. 하지만, 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(SRPD) 또는 딥 슬립 모드(DSM)가 종료되는 경우에, 상기 메모리 장치는 정상 모드(NM)로 즉시 진입할 수 없으며, 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(SRPD)가 종료되는 경우에는 정규 셀프 리프레쉬 모드(SR)를 거쳐서 정상 모드(NM)로 진입할 수 있고, 딥 슬립 모드(DSM)가 종료되는 경우에는 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(SRPD) 및 정규 셀프 리프레쉬 모드(SR)를 거쳐서 정상 모드(NM)로 진입할 수 있다. 따라서, 정규 셀프 리프레쉬 모드(SR)를 종료하는데 상대적으로 짧은 시간이 소요되지만, 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(SRPD) 또는 딥 슬립 모드(DSM)를 종료하는데 상대적으로 긴 시간이 소요될 수 있다.When the regular self-refresh mode SR is ended, the memory device can immediately enter the normal mode NM. However, when the self-refresh power down mode (SRPD) or the deep sleep mode (DSM) is terminated, the memory device can not immediately enter the normal mode (NM) and the self refresh power down mode (SRPD) The user can enter the normal mode NM via the regular self refresh mode SR and the self refresh power down mode SRPD and the regular self refresh mode SR when the deep sleep mode DSM is ended It is possible to enter the normal mode (NM). Therefore, it takes a comparatively short time to terminate the regular self-refresh mode (SR), but it may take a relatively long time to terminate the self-refresh power down mode (SRPD) or the deep sleep mode (DSM).

본 명세서에서, 도 2의 정규 셀프 리프레쉬 모드(SR)가 상기 제1 셀프 리프레쉬 모드에 대응할 수 있고, 도 2의 딥 슬립 모드(DSM)가 상기 제2 셀프 리프레쉬 모드에 대응할 수 있다. 또는 실시예에 따라서, 도 2의 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(SRPD)가 상기 제2 셀프 리프레쉬 모드에 대응할 수도 있다.In this specification, the normal self-refresh mode SR of FIG. 2 may correspond to the first self-refresh mode, and the deep sleep mode DSM of FIG. 2 may correspond to the second self-refresh mode. Alternatively, the self-refresh power down mode SRPD of FIG. 2 may correspond to the second self-refresh mode, depending on the embodiment.

이하에서는 도 2의 딥 슬립 모드(DSM)가 상기 제2 셀프 리프레쉬 모드인 경우에 기초하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the case where the deep sleep mode (DSM) of FIG. 2 is the second self-refresh mode.

정상 모드(NM)에서, 구동 전압을 발생하여 상기 메모리 장치에 포함되는 복수의 메모리 셀들에 제공한다(단계 S100). 상기 복수의 메모리 셀들에 상기 데이터가 저장되며, 상기 복수의 메모리 셀들은 상기 구동 전압에 기초하여 동작할 수 있다.In the normal mode NM, a driving voltage is generated and provided to a plurality of memory cells included in the memory device (step S100). The data is stored in the plurality of memory cells, and the plurality of memory cells can operate based on the driving voltage.

제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)에서, 상기 구동 전압의 레벨을 유지하여 상기 복수의 메모리 셀들에 제공할 수 있다(단계 S200). 다시 말하면, 상기 메모리 장치는 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)에서 레벨 변경되지 않은 상기 구동 전압에 기초하여 상기 셀프 리프레쉬 동작을 수행할 수 있다.In the first self-refresh mode SR, the level of the driving voltage can be maintained and provided to the plurality of memory cells (step S200). In other words, the memory device can perform the self-refresh operation based on the drive voltage that has not been level-changed in the first self-refresh mode (SR).

제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)로 진입하는 경우에, 상기 구동 전압의 레벨을 변경하여 상기 복수의 메모리 셀들에 제공한다(단계 S300). 다시 말하면, 상기 메모리 장치는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 레벨 변경된 상기 구동 전압에 기초하여 상기 셀프 리프레쉬 동작을 수행할 수 있다. 이 때, 상기 구동 전압의 레벨은 상기 메모리 장치의 전력 소모를 감소시키도록 변경될 수 있다.When entering the second self-refresh mode (DSM), the level of the driving voltage is changed and provided to the plurality of memory cells (step S300). In other words, the memory device may perform the self-refresh operation based on the drive voltage level-changed in the second self-refresh mode (DSM). At this time, the level of the driving voltage may be changed to reduce the power consumption of the memory device.

일 실시예에서, 상기 구동 전압은 전원 전압보다 높은 레벨을 가지는 승압(boost) 전압 및 접지 전압보다 낮은 레벨을 가지는 음(negative) 전압 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단계 S300에서, 상기 승압 전압에 대해서는 레벨을 감소시키는 방향으로 상술한 레벨 변경 동작이 수행될 수 있고, 상기 음 전압에 대해서는 레벨을 증가시키는 방향으로 상술한 레벨 변경 동작이 수행될 수 있다.In one embodiment, the driving voltage may include at least one of a boost voltage having a level higher than the power supply voltage and a negative voltage having a level lower than the ground voltage. For example, in step S300, the above-described level changing operation may be performed in the direction of decreasing the level of the boosted voltage, and the level changing operation described above may be performed in the direction of increasing the level of the negative voltage have.

제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료되는 경우에, 상기 구동 전압의 레벨을 복원할 수 있다(단계 S400). 상술한 것처럼, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료되어 정상 모드(NM)로 돌아가는데 상기 기준 시간보다 긴 시간이 소요되므로, 정상 모드(NM)로 진입하기 전에 상기 구동 전압의 레벨을 원래의 레벨(즉, 정상 모드(NM)에서의 레벨)로 복원할 수 있다. 예를 들어, 단계 S400에서, 상기 승압 전압에 대해서는 레벨을 증가시키는 방향으로 상술한 레벨 복원 동작이 수행될 수 있고, 상기 음 전압에 대해서는 레벨을 감소시키는 방향으로 상술한 레벨 복원 동작이 수행될 수 있다.When the second self refresh mode (DSM) ends, the level of the driving voltage can be restored (step S400). As described above, since it takes a longer time than the reference time to return to the normal mode NM after the second self-refresh mode DSM, the level of the driving voltage is set to the original level (That is, the level in the normal mode NM). For example, in step S400, the above-described level restoration operation may be performed in the direction of increasing the level for the boosted voltage, and the level restoration operation described above may be performed in the direction of decreasing the level for the negative voltage have.

이에 따라, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료된 이후의 정상 모드(NM)에서, 레벨 복원된 상기 구동 전압을 상기 복수의 메모리 셀들에 제공할 수 있다.Thus, in the normal mode NM after the end of the second self-refresh mode DSM, the level-regulated drive voltage can be provided to the plurality of memory cells.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치를 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a memory device in accordance with embodiments of the present invention.

도 3을 참조하면, 메모리 장치(200)는 제어 로직(210), 리프레쉬 제어 회로(215), 어드레스 레지스터(220), 뱅크 제어 로직(230), 로우 어드레스 멀티플렉서(240), 컬럼 어드레스 래치(250), 로우 디코더, 컬럼 디코더, 메모리 셀 어레이, 센스 앰프부, 입출력 게이팅 회로(290), 데이터 입출력 버퍼(295), 제1 전압 컨트롤러(310), 제1 전압 발생기(320), 제2 전압 컨트롤러(330) 및 제2 전압 발생기(340)를 포함한다.3, the memory device 200 includes a control logic 210, a refresh control circuit 215, an address register 220, a bank control logic 230, a row address multiplexer 240, a column address latch 250 A data input / output buffer 295, a first voltage controller 310, a first voltage generator 320, a second voltage controller 342, (330) and a second voltage generator (340).

일 실시예에서, 메모리 장치(200)는 상술한 리프레쉬 동작, 특히 상기 셀프 리프레쉬 동작이 요구되는 휘발성 메모리 장치일 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(200)는 DRAM(dynamic random access memory), 모바일 DRAM, DDR(dual data rate) DRAM, LPDDR(low power DDR) DRAM, GDDR (graphic DDR) DRAM 등과 같은 임의의 휘발성 메모리 장치들 중 하나일 수 있다.In one embodiment, the memory device 200 may be a volatile memory device that requires the above-described refresh operation, particularly the self-refresh operation. For example, the memory device 200 may be any volatile memory device such as a dynamic random access memory (DRAM), a mobile DRAM, a dual data rate (DDR) DRAM, a low power DDR (DRAM) Lt; / RTI >

상기 메모리 셀 어레이는 복수의 메모리 셀들을 포함하고, 제1 내지 제4 뱅크 어레이들(280a, 280b, 280c, 280d)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 로우 디코더는 제1 내지 제4 뱅크 어레이들(280a, 280b, 280c, 280d)에 각각 연결된 제1 내지 제4 뱅크 로우 디코더들(260a, 260b, 260c, 260d)을 포함하고, 상기 컬럼 디코더는 제1 내지 제4 뱅크 어레이들(280a, 280b, 280c, 280d)에 각각 연결된 제1 내지 제4 뱅크 컬럼 디코더들(270a, 270b, 270c, 270d)을 포함하며, 상기 센스 앰프부는 제1 내지 제4 뱅크 어레이들(280a, 280b, 280c, 280d)에 각각 연결된 제1 내지 제4 뱅크 센스 앰프들(285a, 285b, 285c, 285d)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 뱅크 어레이들(280a, 280b, 280c, 280d), 제1 내지 제4 뱅크 센스 앰프들(285a, 285b, 285c, 285d), 제1 내지 제4 뱅크 로우 디코더들(260a, 260b, 260c, 260d) 및 제1 내지 제4 뱅크 컬럼 디코더들(270a, 270b, 270c, 270d)은 제1 내지 제4 뱅크들을 각각 구성할 수 있다. 도 3에는 네 개의 뱅크들을 포함하는 메모리 장치(200)의 예가 도시되어 있으나, 실시예에 따라서, 메모리 장치(200)는 임의의 수의 뱅크들을 포함할 수 있다.The memory cell array includes a plurality of memory cells, and may include first through fourth bank arrays 280a, 280b, 280c, and 280d. The row decoder includes first to fourth bank row decoders 260a, 260b, 260c and 260d connected to the first to fourth bank arrays 280a, 280b, 280c and 280d, The decoder includes first to fourth bank column decoders 270a, 270b, 270c and 270d connected to the first to fourth bank arrays 280a, 280b, 280c and 280d, respectively, The first to fourth bank sense amplifiers 285a, 285b, 285c, and 285d connected to the fourth bank arrays 280a, 280b, 280c, and 280d, respectively. The first to fourth bank arrays 280a to 280d and the first to fourth bank sense amplifiers 285a to 285d and the first to fourth bank row decoders 260a and 260b , 260c and 260d and the first to fourth bank column decoders 270a, 270b, 270c and 270d may constitute first to fourth banks, respectively. Although an example of a memory device 200 including four banks is shown in Figure 3, depending on the embodiment, the memory device 200 may include any number of banks.

어드레스 레지스터(220)는 메모리 컨트롤러(예를 들어, 도 14의 100)로부터 뱅크 어드레스(BANK_ADDR), 로우 어드레스(ROW_ADDR) 및 컬럼 어드레스(COL_ADDR)를 포함하는 어드레스(ADDR)를 수신할 수 있다. 어드레스 레지스터(220)는 수신된 뱅크 어드레스(BANK_ADDR)를 뱅크 제어 로직(230)에 제공하고, 수신된 로우 어드레스(ROW_ADDR)를 로우 어드레스 멀티플렉서(240)에 제공하며, 수신된 컬럼 어드레스(COL_ADDR)를 컬럼 어드레스 래치(250)에 제공할 수 있다.The address register 220 may receive an address ADDR including a bank address BANK_ADDR, a row address ROW_ADDR and a column address COL_ADDR from a memory controller (for example, 100 in FIG. 14). The address register 220 provides the received bank address BANK_ADDR to the bank control logic 230 and provides the received row address ROW_ADDR to the row address multiplexer 240 and stores the received column address COLADDR To the column address latch 250.

뱅크 제어 로직(230)은 뱅크 어드레스(BANK_ADDR)에 응답하여 뱅크 제어 신호들을 생성할 수 있다. 상기 뱅크 제어 신호들에 응답하여, 제1 내지 제4 뱅크 로우 디코더들(260a, 260b, 260c, 260d) 중 뱅크 어드레스(BANK_ADDR)에 상응하는 뱅크 로우 디코더가 활성화되고, 제1 내지 제4 뱅크 컬럼 디코더들(270a, 270b, 270c, 270d) 중 뱅크 어드레스(BANK_ADDR)에 상응하는 뱅크 컬럼 디코더가 활성화될 수 있다.The bank control logic 230 may generate bank control signals in response to the bank address BANK_ADDR. In response to the bank control signals, a bank row decoder corresponding to the bank address (BANK_ADDR) of the first to fourth bank row decoders 260a, 260b, 260c and 260d is activated, and the first to fourth bank columns A bank column decoder corresponding to the bank address BANK_ADDR of the decoders 270a, 270b, 270c, and 270d may be activated.

리프레쉬 제어 회로(215)는 리프레쉬 커맨드가 수신되는 경우 또는 셀프 리프레쉬 모드에 진입하는 경우에 리프레쉬 어드레스(REF_ADDR)를 발생할 수 있다. 예를 들어, 리프레쉬 제어 회로(215)는 리프레쉬 어드레스(REF_ADDR)를 상기 메모리 셀 어레이의 첫 번째 어드레스부터 마지막 어드레스까지 순차적으로 변경시키는 리프레쉬 카운터를 포함할 수 있다.The refresh control circuit 215 can generate the refresh address REF_ADDR when the refresh command is received or when the self-refresh mode is entered. For example, the refresh control circuit 215 may include a refresh counter that sequentially changes the refresh address REF_ADDR from the first address to the last address of the memory cell array.

로우 어드레스 멀티플렉서(240)는 어드레스 레지스터(220)로부터 로우 어드레스(ROW_ADDR)를 수신하고, 리프레쉬 제어 회로(215)로부터 리프레쉬 어드레스(REF_ADDR)를 수신할 수 있다. 로우 어드레스 멀티플렉서(240)는 로우 어드레스(ROW_ADDR) 또는 리프레쉬 어드레스(REF_ADDR)를 선택적으로 출력할 수 있다. 로우 어드레스 멀티플렉서(240)로부터 출력된 로우 어드레스는 제1 내지 제4 뱅크 로우 디코더들(260a, 260b, 260c, 260d)에 각각 인가될 수 있다.The row address multiplexer 240 may receive the row address ROW_ADDR from the address register 220 and receive the refresh address REF_ADDR from the refresh control circuit 215. [ The row address multiplexer 240 may selectively output the row address ROW_ADDR or the refresh address REF_ADDR. The row address output from the row address multiplexer 240 may be applied to the first through fourth bank row decoders 260a, 260b, 260c, and 260d, respectively.

제1 내지 제4 뱅크 로우 디코더들(260a, 260b, 260c, 260d) 중 뱅크 제어 로직(230)에 의해 활성화된 뱅크 로우 디코더는 로우 어드레스 멀티플렉서(240)로부터 출력된 로우 어드레스를 디코딩하여 상기 로우 어드레스에 상응하는 워드 라인을 활성화할 수 있다. 예를 들어, 상기 활성화된 뱅크 로우 디코더는 로우 어드레스에 상응하는 워드 라인에 워드 라인 구동 전압을 인가할 수 있다.The bank row decoder activated by the bank control logic 230 among the first to fourth bank row decoders 260a, 260b, 260c and 260d decodes the row address output from the row address multiplexer 240, Lt; RTI ID = 0.0 > wordline < / RTI > For example, the activated bank row decoder may apply a word line drive voltage to a word line corresponding to a row address.

컬럼 어드레스 래치(250)는 어드레스 레지스터(220)로부터 컬럼 어드레스(COL_ADDR)를 수신하고, 수신된 컬럼 어드레스(COL_ADDR)를 일시적으로 저장할 수 있다. 컬럼 어드레스 래치(250)는 일시적으로 저장된 컬럼 어드레스(COL_ADDR)를 제1 내지 제4 뱅크 컬럼 디코더들(270a, 270b, 270c, 270d)에 각각 인가할 수 있다.The column address latch 250 may receive the column address COL_ADDR from the address register 220 and temporarily store the received column address COL_ADDR. The column address latch 250 may apply the temporarily stored column address COL_ADDR to the first to fourth bank column decoders 270a, 270b, 270c, and 270d, respectively.

제1 내지 제4 뱅크 컬럼 디코더들(270a, 270b, 270c, 270d) 중 뱅크 제어 로직(230)에 의해 활성화된 뱅크 컬럼 디코더는 입출력 게이팅 회로(290)를 통하여 뱅크 어드레스(BANK_ADDR) 및 컬럼 어드레스(COL_ADDR)에 상응하는 센스 앰프를 활성화시킬 수 있다.The bank column decoder activated by the bank control logic 230 among the first to fourth bank column decoders 270a to 270d outputs the bank address BANK_ADDR and the column address COL_ADDR) can be activated.

입출력 게이팅 회로(290)는 입출력 데이터를 게이팅하는 회로들과 함께, 입력 데이터 마스크 로직, 제1 내지 제4 뱅크 어레이들(280a, 280b, 280c, 280d)로부터 출력된 데이터를 저장하기 위한 독출 데이터 래치들, 및 제1 내지 제4 뱅크 어레이들(280a, 280b, 280c, 280d)에 데이터를 기입하기 위한 기입 드라이버들을 포함할 수 있다.The input / output gating circuit 290 includes circuits for gating the input / output data, and includes input data mask logic, a read data latch for storing data output from the first to fourth bank arrays 280a, 280b, 280c, And write drivers for writing data to the first to fourth bank arrays 280a, 280b, 280c, and 280d.

제1 내지 제4 뱅크 어레이들(280a, 280b, 280c, 280d) 중 하나의 뱅크 어레이에서 독출된 데이터(DAT)는 상기 하나의 뱅크 어레이에 상응하는 센스 앰프에 의해 감지되고, 상기 독출 데이터 래치들에 저장될 수 있다. 상기 독출 데이터 래치들에 저장된 데이터(DAT)는 데이터 입출력 버퍼(295)를 통하여 상기 메모리 컨트롤러에 제공될 수 있다. 제1 내지 제4 뱅크 어레이들(280a, 280b, 280c, 280d) 중 하나의 뱅크 어레이에 기입될 데이터(DAT)는 상기 메모리 컨트롤러로부터 데이터 입출력 버퍼(295)에 제공될 수 있다. 데이터 입출력 버퍼(295)에 제공된 데이터(DAT)는 상기 기입 드라이버들을 통하여 상기 하나의 뱅크 어레이에 기입될 수 있다.Data DAT read out from one of the bank arrays 280a, 280b, 280c and 280d is sensed by a sense amplifier corresponding to the one bank array, and the read data latches Lt; / RTI > The data (DAT) stored in the read data latches may be provided to the memory controller via the data input / output buffer 295. Data DAT to be written to one bank array of the first to fourth bank arrays 280a, 280b, 280c and 280d may be provided to the data input / output buffer 295 from the memory controller. The data DAT provided to the data input / output buffer 295 may be written to the one bank array through the write drivers.

제어 로직(210)은 메모리 장치(200)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직(210)은 메모리 장치(200)가 기입 동작 또는 독출 동작을 수행하도록 제어 신호들을 생성할 수 있다. 제어 로직(210)은 상기 메모리 컨트롤러로부터 수신되는 커맨드(CMD)를 디코딩하는 커맨드 디코더(211) 및 메모리 장치(200)의 동작 모드를 설정하기 위한 모드 레지스터(212)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 커맨드 디코더(211)는 기입 인에이블 신호(/WE), 로우 어드레스 스트로브 신호(/RAS), 컬럼 어드레스 스트로브 신호(/CAS), 칩 선택 신호(/CS) 등을 디코딩하여 커맨드(CMD)에 상응하는 상기 제어 신호들을 생성할 수 있다. 또한, 제어 로직(210)은 동기 방식으로 메모리 장치(200)를 구동하기 위한 클럭 신호(CLK) 및 클럭 인에이블 신호(/CKE)를 더 수신할 수 있다.The control logic 210 may control the operation of the memory device 200. For example, control logic 210 may generate control signals such that memory device 200 performs a write or read operation. The control logic 210 may include a command decoder 211 for decoding the command CMD received from the memory controller and a mode register 212 for setting the operation mode of the memory device 200. [ For example, the command decoder 211 decodes the write enable signal / WE, the row address strobe signal / RAS, the column address strobe signal / CAS, the chip select signal / CS, (CMD). ≪ / RTI > In addition, the control logic 210 may further receive a clock signal CLK and a clock enable signal / CKE for driving the memory device 200 in a synchronous manner.

제1 전압 컨트롤러(310)는 제1 제어 신호(NS) 및 제2 제어 신호(DS)에 기초하여 제1 구동 전압(VPP)의 레벨을 조절하기 위한 제1 전압 제어 신호(VC1)를 발생할 수 있다. 제2 전압 컨트롤러(330)는 제1 제어 신호(NS) 및 제2 제어 신호(DS)에 기초하여 제2 구동 전압(VBB)의 레벨을 조절하기 위한 제2 전압 제어 신호(VC2)를 발생할 수 있다.The first voltage controller 310 may generate the first voltage control signal VC1 for adjusting the level of the first driving voltage VPP based on the first control signal NS and the second control signal DS have. The second voltage controller 330 may generate the second voltage control signal VC2 for adjusting the level of the second driving voltage VBB based on the first control signal NS and the second control signal DS have.

제1 전압 발생기(320)는 전원 전압(VDD) 및 제1 전압 제어 신호(VC1)에 기초하여 제1 구동 전압(VPP)을 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하여 상술한 것처럼, 제1 전압 발생기(320)는 제1 전압 제어 신호(VC1)를 기초로 동작 모드에 따라 제1 구동 전압(VPP)의 레벨을 조절할 수 있다. 제1 구동 전압(VPP)은 전원 전압(VDD)보다 높은 레벨을 가지는 승압 전압일 수 있다.The first voltage generator 320 may generate the first driving voltage VPP based on the power supply voltage VDD and the first voltage control signal VC1. For example, as described above with reference to FIG. 1, the first voltage generator 320 may adjust the level of the first driving voltage VPP according to the operation mode based on the first voltage control signal VC1. The first driving voltage VPP may be a boosted voltage having a level higher than the power supply voltage VDD.

제2 전압 발생기(340)는 전원 전압(VDD) 및 제2 전압 제어 신호(VC2)에 기초하여 제2 구동 전압(VBB)을 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하여 상술한 것처럼, 제2 전압 발생기(340)는 제2 전압 제어 신호(VC2)를 기초로 동작 모드에 따라 제2 구동 전압(VBB)의 레벨을 조절할 수 있다. 제2 구동 전압(VBB)은 접지 전압보다 낮은 레벨을 가지는 음 전압일 수 있다.The second voltage generator 340 may generate the second driving voltage VBB based on the power supply voltage VDD and the second voltage control signal VC2. For example, as described above with reference to FIG. 1, the second voltage generator 340 may adjust the level of the second driving voltage VBB according to the operation mode based on the second voltage control signal VC2. The second driving voltage VBB may be a negative voltage having a level lower than the ground voltage.

일 실시예에서, 제1 전압 발생기(320) 및 제2 전압 발생기(340)는 각각 차지 펌프(charge pump)를 포함하여 구현될 수 있다.In one embodiment, the first voltage generator 320 and the second voltage generator 340 may each be implemented with a charge pump.

상기 메모리 셀 어레이에 포함되는 상기 복수의 메모리 셀들은 제1 구동 전압(VPP) 및 제2 구동 전압(VBB)에 기초하여 동작할 수 있다. 도시하지는 않았지만, 제1 구동 전압(VPP)은 상기 로우 디코더에도 제공될 수 있다.The plurality of memory cells included in the memory cell array may operate based on the first driving voltage VPP and the second driving voltage VBB. Although not shown, the first driving voltage VPP may be provided to the row decoder.

한편, 도 3에서는 제1 구동 전압(VPP) 및 제2 구동 전압(VBB) 모두에 대해 도 1을 참조하여 상술한 레벨 변경 및 복원 동작이 수행되는 것으로 도시하였으나, 제1 구동 전압(VPP) 및 제2 구동 전압(VBB) 중 하나에 대해서만 본 발명이 적용될 수도 있다. 예를 들어, 제1 구동 전압(VPP)에 대해서만 상술한 레벨 변경 및 복원 동작이 수행될 수 있으며, 이 경우 도 3의 제2 전압 컨트롤러(330)는 생략될 수 있다. 다른 예에서, 제2 구동 전압(VBB)에 대해서만 상술한 레벨 변경 및 복원 동작이 수행될 수 있으며, 이 경우 도 3의 제1 전압 컨트롤러(310)는 생략될 수 있다.Although the level changing and restoring operations described above with reference to FIG. 1 are performed for both the first driving voltage VPP and the second driving voltage VBB in FIG. 3, the first driving voltage VPP and the second driving voltage VBB The present invention may be applied to only one of the second driving voltages VBB. For example, the level change and restoration operations described above may be performed only for the first drive voltage VPP, in which case the second voltage controller 330 of FIG. 3 may be omitted. In another example, the level change and restoration operations described above may be performed only for the second drive voltage VBB, in which case the first voltage controller 310 of FIG. 3 may be omitted.

한편, 도 3에서는 하나의 승압 전압(즉, VPP) 및 하나의 음 전압(즉, VBB)만을 도시하였으나, 두 개 이상의 승압 전압들 및/또는 두 개 이상의 음 전압들이 상기 메모리 셀 어레이에 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 음 전압(예를 들어, VBB1) 및 상기 제1 음 전압보다 높은 레벨의 제2 음 전압(예를 들어, VBB2)이 상기 메모리 셀 어레이에 제공될 수 있으며, 메모리 장치(200)는 상기 제1 및 제2 음 전압들 각각에 대한 전압 컨트롤러 및 전압 발생기를 포함하여 구현될 수 있다.Although only one step-up voltage (i.e., VPP) and one negative voltage (i.e., VBB) are shown in FIG. 3, two or more step-up voltages and / or two or more negative voltages may be provided in the memory cell array . For example, a first negative voltage (e.g., VBB1) and a second negative voltage (e.g., VBB2) higher than the first negative voltage may be provided to the memory cell array, 200 may include a voltage controller and a voltage generator for each of the first and second negative voltages.

도 4는 도 3의 메모리 장치에 포함되는 전압 컨트롤러의 일 예를 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram showing an example of a voltage controller included in the memory device of FIG.

도 3 및 4를 참조하면, 메모리 장치(200)에 포함되는 제1 전압 컨트롤러(310)는 제1 회로부(312) 및 제2 회로부(314)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, the first voltage controller 310 included in the memory device 200 may include a first circuit portion 312 and a second circuit portion 314.

제1 회로부(312)는 기준 전압(VREF)을 수신하는 제1 노드(N1), 및 제2 노드(N2)와 연결될 수 있다. 제1 회로부(312)는 트랜지스터들(MP1, MP2, MN1, MN2, MN3)을 포함할 수 있다.The first circuit portion 312 may be connected to the first node N1, which receives the reference voltage VREF, and the second node N2. The first circuit portion 312 may include transistors MP1, MP2, MN1, MN2, MN3.

트랜지스터(MP1)는 전원 전압(VDD)과 제3 노드(N3) 사이에 연결되고, 제3 노드(N3)와 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 트랜지스터(MP2)는 전원 전압(VDD)과 제4 노드(N4) 사이에 연결되고, 게이트 전극을 포함할 수 있다. 트랜지스터들(MP1, MP2)의 게이트 전극은 서로 연결될 수 있다. 트랜지스터(MN1)는 제3 노드(N3)와 제5 노드(N5) 사이에 연결되고, 제1 노드(N1)와 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 트랜지스터(MN2)는 제4 노드(N4)와 제5 노드(N5) 사이에 연결되고, 제2 노드(N2)와 연결되는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 트랜지스터(MN3)는 제5 노드(N5)와 접지 전압(VSS) 사이에 연결되고, 전압(VA)을 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다.The transistor MP1 may include a gate electrode connected between the power supply voltage VDD and the third node N3 and connected to the third node N3. The transistor MP2 is connected between the power supply voltage VDD and the fourth node N4 and may include a gate electrode. The gate electrodes of the transistors MP1 and MP2 may be connected to each other. The transistor MN1 may include a gate electrode connected between the third node N3 and the fifth node N5 and connected to the first node N1. The transistor MN2 may include a gate electrode connected between the fourth node N4 and the fifth node N5 and connected to the second node N2. The transistor MN3 may be connected between the fifth node N5 and the ground voltage VSS and may include a gate electrode receiving the voltage VA.

제2 회로부(314)는 제2 노드(N2), 및 제1 전압 제어 신호(VC1)를 출력하는 출력 노드(NO)와 연결되고, 제1 제어 신호(NS) 및 제2 제어 신호(DS)를 수신할 수 있다. 제2 회로부(314)는 저항들(R1, R2, R3, R4) 및 트랜지스터들(MN4, MN5)을 포함할 수 있다.The second circuit portion 314 is connected to a second node N2 and an output node NO which outputs a first voltage control signal VC1 and outputs a first control signal NS and a second control signal DS, Lt; / RTI > The second circuit portion 314 may include resistors R1, R2, R3, R4 and transistors MN4, MN5.

저항(R1)은 출력 노드(NO)와 제2 노드(N2) 사이에 연결될 수 있다. 저항(R3)은 출력 노드(NO)와 제2 노드(N2) 사이에 저항(R1)과 병렬로 연결될 수 있다. 저항(R2) 및 트랜지스터(MN4)는 제2 노드(N2)와 접지 전압(VSS) 사이에 직렬 연결될 수 있다. 즉, 저항(R2)은 제2 노드(N2)와 연결될 수 있다. 트랜지스터(MN4)는 저항(R2)과 접지 전압(VSS) 사이에 연결되고, 제1 제어 신호(NS)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 저항(R4) 및 트랜지스터(MN5)는 제2 노드(N2)와 접지 전압(VSS) 사이에 직렬 연결되고, 저항(R2) 및 트랜지스터(MN4)와 병렬 연결될 수 있다. 즉, 저항(R4)은 제2 노드(N2)와 연결될 수 있다. 트랜지스터(MN5)는 저항(R4)과 접지 전압(VSS) 사이에 연결되고, 제2 제어 신호(DS)를 수신하는 게이트 전극을 포함할 수 있다.The resistor R1 may be connected between the output node NO and the second node N2. The resistor R3 may be connected in parallel with the resistor R1 between the output node NO and the second node N2. The resistor R2 and the transistor MN4 may be connected in series between the second node N2 and the ground voltage VSS. That is, the resistor R2 may be connected to the second node N2. The transistor MN4 may be connected between the resistor R2 and the ground voltage VSS and may include a gate electrode receiving the first control signal NS. The resistor R4 and the transistor MN5 may be connected in series between the second node N2 and the ground voltage VSS and may be connected in parallel with the resistor R2 and the transistor MN4. That is, the resistor R4 may be connected to the second node N2. The transistor MN5 may be connected between the resistor R4 and the ground voltage VSS and may include a gate electrode for receiving the second control signal DS.

일 실시예에서, 제1 구동 전압(VPP)의 변경하고자 하는 목표 레벨에 따라 저항들(R1, R2, R3, R4)의 저항 값이 설정될 수 있으며, 이에 대해서는 후술하도록 한다.In one embodiment, the resistance value of the resistors R1, R2, R3, and R4 may be set according to the target level of the first driving voltage VPP to be changed, which will be described later.

일 실시예에서, 도 4에 도시된 것처럼 트랜지스터들(MP1, MP2)은 PMOS(p-type metal oxide semiconductor) 트랜지스터이고 트랜지스터들(MN1, MN2, MN3, MN4, MN5)은 NMOS(n-type metal oxide semiconductor) 트랜지스터일 수 있다. 다른 실시예에서, 도시하지는 않았으나, 트랜지스터들(MP1, MP2, MN1, MN2, MN3, MN4, MN5)의 타입은 다양하게 변경될 수 있다.4, the transistors MP1 and MP2 are PMOS (p-type metal oxide semiconductor) transistors and the transistors MN1, MN2, MN3, MN4, and MN5 are NMOS oxide semiconductor transistor. In other embodiments, although not shown, the types of transistors MP1, MP2, MN1, MN2, MN3, MN4, MN5 may be varied.

한편, 도시하지는 않았으나, 제2 전압 컨트롤러(330)는 제1 전압 컨트롤러(310)와 실질적으로 동일한 구조를 가질 수 있으며, 다만 제2 구동 전압(VBB)의 변경하고자 하는 목표 레벨에 따라 제2 전압 컨트롤러(330)에 포함되는 저항들의 저항 값은 제1 전압 컨트롤러(310)에 포함되는 저항들(R1, R2, R3, R4)의 저항 값과 달라질 수 있다.Although not shown, the second voltage controller 330 may have substantially the same structure as that of the first voltage controller 310. However, according to the target level of the second driving voltage VBB, The resistance value of the resistors included in the controller 330 may be different from the resistance value of the resistors R1, R2, R3, and R4 included in the first voltage controller 310. [

도 5는 도 4의 전압 컨트롤러의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.5 is a timing chart for explaining the operation of the voltage controller of FIG.

도 2, 3, 4 및 5를 참조하면, 메모리 장치(200)의 동작 상태(ST), 즉 동작 모드가 정상 모드(NM)인 경우에, 제1 제어 신호(NS)는 논리 하이 레벨을 가지고 제2 제어 신호(DS)는 논리 로우 레벨을 가진다. 트랜지스터(MN4)는 턴온되고, 트랜지스터(MN5)는 턴오프되며, 저항들(R1, R2)에 기초하여 제1 전압 제어 신호(VC1)가 발생된다.2, 3, 4 and 5, when the operating state ST of the memory device 200, that is, when the operation mode is the normal mode NM, the first control signal NS has a logic high level The second control signal DS has a logic low level. The transistor MN4 is turned on and the transistor MN5 is turned off so that the first voltage control signal VC1 is generated based on the resistors R1 and R2.

시간 tDSME에서, 메모리 장치(200)는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)로 진입하며, 제1 제어 신호(NS)는 상기 논리 하이 레벨에서 상기 논리 로우 레벨로 천이되고, 제2 제어 신호(DS)는 상기 논리 로우 레벨에서 상기 논리 하이 레벨로 천이된다. 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서, 트랜지스터(MN4)는 턴오프되고, 트랜지스터(MN5)는 턴온되며, 저항들(R3, R4)에 기초하여 제1 전압 제어 신호(VC1)가 발생된다. 따라서, 정상 모드(NM)에서와 비교하였을 때, 구동 전압들(VPP, VBB)의 레벨이 변경된다.At time t DSME, the memory device 200 enters a second self-refresh mode (DSM), wherein the first control signal NS transitions from the logic high level to the logic low level, Is transited from the logic low level to the logic high level. In the second self-refresh mode DSM, the transistor MN4 is turned off, the transistor MN5 is turned on, and the first voltage control signal VC1 is generated based on the resistors R3 and R4. Therefore, when compared with the normal mode NM, the levels of the driving voltages VPP and VBB are changed.

시간 tDSMX에서, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료되며, 제1 제어 신호(NS)는 상기 논리 로우 레벨에서 상기 논리 하이 레벨로 천이되고, 제2 제어 신호(DS)는 상기 논리 하이 레벨에서 상기 논리 로우 레벨로 천이된다. 다시 말하면, 제2 제어 신호(DS)는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서만 활성화되고, 이와 상보적으로 동작하는 제1 제어 신호(NS)는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서만 비활성화된다.At a time t DSMX, the second self-refresh mode DSM is terminated and the first control signal NS transitions from the logic low level to the logic high level and the second control signal DS is at the logic high level And transitions to the logic low level. In other words, the second control signal DS is activated only in the second self-refresh mode DSM, and the first control signal NS that is complementarily operated is deactivated only in the second self-refresh mode DSM.

다만, 도 2를 참조하여 상술한 것처럼, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료되는 경우에, 메모리 장치(200)는 정상 모드(NM)로 즉시 진입할 수 없으며, 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(SRPD) 및 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)를 거쳐서 정상 모드(NM)로 진입한다. 예를 들어, 시간 tDSMX에서 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료되고 메모리 장치(200)는 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(SRPD)로 진입하며, 시간 tPDX에서 셀프 리프레쉬 파워 다운 모드(SRPD)가 종료되고 메모리 장치(200)는 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)로 진입하여, 시간 tSRX에서 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)가 종료되고 메모리 장치(200)는 정상 모드(NM)로 진입한다. 시간 tDSMX부터 시간 tSRX까지의 구간이 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 정상 모드(NM)로 돌아가는데 소요되는 시간일 수 있으며, 예를 들어 약 200us보다 길 수 있다. 시간 tDSMX부터 시간 tSRX까지의 구간에서 구동 전압들(VPP, VBB)의 레벨이 복원된다.However, as described above with reference to FIG. 2, when the second self-refresh mode DSM ends, the memory device 200 can not immediately enter the normal mode NM and the self-refresh power down mode SRPD ) And the first self-refresh mode (SR), and enters the normal mode (NM). For example, at time tDSMX, the second self-refresh mode DSM is terminated and the memory device 200 enters the self-refresh power down mode SRPD and the self-refresh power down mode SRPD is terminated at time tPDX The memory device 200 enters the first self-refresh mode SR and the first self-refresh mode SR is terminated at time tSRX and the memory device 200 enters the normal mode NM. The time period from the time t DSMX to the time t SRX may be the time required to return from the second self-refresh mode DSM to the normal mode NM, for example, it may be longer than about 200 us. The levels of the driving voltages VPP and VBB are restored in the period from the time tDSMX to the time tSRX.

도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 구동 전압의 레벨 변경의 일 예를 설명하기 위한 그래프들이다.6A and 6B are graphs for explaining an example of a level change of the driving voltage according to the embodiments of the present invention.

도 1, 2, 3, 4 및 6a를 참조하면, 메모리 장치(200)는 정상 모드(NM)에서 제1 레벨(VPNL1)을 가지는 제1 구동 전압(VPP)을 발생하여 상기 메모리 셀들에 제공하고(단계 S100), 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)에서 제1 구동 전압(VPP)의 레벨을 제1 레벨(VPNL1)로 유지하여 상기 메모리 셀들에 제공하고(단계 S200), 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)로 진입하는 경우에 제1 전압 제어 신호(VC1)를 기초로 제1 구동 전압(VPP)의 레벨을 제1 레벨(VPNL1)보다 낮은 제2 레벨(VPDL1)로 변경하여 상기 메모리 셀들에 제공하며(단계 S300), 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료되는 경우에 정상 모드(NM)로 진입하기 전에 제1 구동 전압(VPP)의 레벨을 제1 레벨(VPNL1)로 복원할 수 있다(단계 S400). 예를 들어, 제1 레벨(VPNL1)은 약 3.4V일 수 있고, 제2 레벨(VPDL1)은 약 3.0V일 수 있다. 제1 레벨(VPNL1) 및 제2 레벨(VPDL1)은 메모리 장치(200)의 동작 온도(TEMP)와 무관하게 일정한 고정 레벨일 수 있다.1, 2, 3, 4 and 6a, the memory device 200 generates and supplies a first driving voltage VPP having a first level VPNL1 in the normal mode NM to the memory cells (Step S100), the level of the first driving voltage VPP is maintained at the first level (VPNL1) in the first self-refresh mode SR and provided to the memory cells (step S200), and the second self- DSM), the level of the first driving voltage VPP is changed to a second level (VPDL1) lower than the first level (VPNL1) based on the first voltage control signal (VC1) and supplied to the memory cells (Step S300). When the second self-refresh mode DSM ends, the level of the first driving voltage VPP may be restored to the first level VPNL1 before entering the normal mode NM Step S400). For example, the first level (VPNL1) may be about 3.4V, and the second level (VPDL1) may be about 3.0V. The first level VPNL1 and the second level VPDL1 may be at a fixed level regardless of the operating temperature TEMP of the memory device 200. [

일 실시예에서, 도 6a에 도시된 것처럼 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 제1 구동 전압(VPP)의 레벨을 감소시키기 위한 제1 전압 제어 신호(VC1)를 발생하기 위해, 제1 저항(R1)의 저항 값은 제3 저항(R3)의 저항 값보다 크고(즉, R1>R3), 제2 저항(R2)의 저항 값은 제4 저항(R4)의 저항 값보다 작으며(즉, R2<R4), 제2 저항(R2)의 저항 값을 제1 저항(R1)의 저항 값으로 나눈 값은 제4 저항(R4)의 저항 값을 제3 저항(R3)의 저항 값으로 나눈 값보다 작을 수 있다(즉, R2/R1 < R4/R3).In one embodiment, to generate a first voltage control signal VC1 for decreasing the level of the first driving voltage VPP in the second self-refresh mode DSM as shown in Figure 6A, The resistance value of the second resistor R2 is smaller than the resistance value of the third resistor R3 (i.e., R1> R3), and the resistance value of the second resistor R2 is less than the resistance value of the fourth resistor R4 The value obtained by dividing the resistance value of the second resistor R2 by the resistance value of the first resistor R1 is a value obtained by dividing the resistance value of the fourth resistor R4 by the resistance value of the third resistor R3 (I.e., R2 / R1 < R4 / R3).

도 2, 6a 및 6b를 참조하면, 셀프 리프레쉬 전류(IDD6)는 제1 구동 전압(VPP)이 제1 레벨(VPNL1)을 가지는 정상 모드(NM) 및 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)에서 제1 값(INL1)을 가지고, 제1 구동 전압(VPP)이 제2 레벨(VPDL1)을 가지는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 제1 값(INL1)보다 낮은 제2 값(IDL1)을 가질 수 있다. 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 셀프 리프레쉬 전류(IDD6)가 감소되므로, 메모리 장치(200)의 전력 소모가 감소될 수 있다.Referring to FIGS. 2, 6A and 6B, the self refresh current IDD6 is a normal refresh mode in which the first drive voltage VPP is in the normal mode NM having the first level VPNL1 and in the first self refresh mode SR, The first driving voltage VPP may have a value INL1 and a second value IDL1 lower than the first value INL1 in the second self refresh mode DSM having the second level VPDL1 . Since the self refresh current IDD6 is reduced in the second self refresh mode DSM, the power consumption of the memory device 200 can be reduced.

도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 셀프 리프레쉬 동작의 특성 보상을 위한 일 예를 설명하기 위한 그래프이다.FIG. 7 is a graph for explaining an example of characteristic compensation of the self-refresh operation according to the embodiments of the present invention.

도 7에서, WL 및 BL은 상기 셀프 리프레쉬 동작 시에 메모리 셀과 연결되는 워드라인 및 비트라인의 전압 변화를 각각 나타내고, 실선 및 점선은 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR) 및 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 상기 셀프 리프레쉬 동작에 따른 워드라인 및 비트라인의 전압 변화를 각각 나타낸다.7, WL and BL denote the voltage changes of the word line and bit line connected to the memory cell in the self-refresh operation, respectively, and the solid and dotted lines indicate the first self-refresh mode SR and the second self- DSM represent voltage changes of the word line and the bit line according to the self-refresh operation, respectively.

도 1, 2, 3, 6a 및 7을 참조하면, 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)에서 상기 셀프 리프레쉬 동작이 시작되는 경우에, 워드라인(WL)에 제1 구동 전압(VPP)이 인가되며, 점선으로 도시된 것처럼 워드라인(WL)의 전압이 제1 레벨(VPNL1)까지 증가한다. 이 때, 비트라인(BL)은 프리차지(precharge)되어 있으며, 시간 tCSS에서 차지 쉐어링(charge sharing) 동작이 시작된다. 시간 tCSE1에서 상기 센스 앰프부가 활성화되며, 점선으로 도시된 것처럼 상기 차지 쉐어링 동작이 종료되고, 메모리 셀의 데이터를 보존하기 위한 증폭 동작이 수행된다. 시간 tCSE1로부터 충분한 시간이 경과한 시간 tRAS1에서 상기 센스 앰프부가 비활성화되며, 점선으로 도시된 것처럼 비트라인(BL)은 다시 프리차지된다.1, 2, 3, 6A and 7, when the self-refresh operation is started in the first self-refresh mode SR, the first drive voltage VPP is applied to the word line WL, The voltage of the word line WL increases to the first level (VPNL1) as shown by the dotted line. At this time, the bit line BL is precharged and a charge sharing operation is started at a time tCSS. At the time tCSE1, the sense amplifier section is activated, the charge sharing operation is ended as shown by a dotted line, and an amplifying operation for preserving data of the memory cell is performed. At a time tRAS1 when a sufficient time has elapsed from the time tCSE1, the sense amplifier section is deactivated and the bit line BL is precharged again as shown by the dotted line.

본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치(200)의 구동 방법에서는, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 상기 셀프 리프레쉬 동작의 특성을 보장 또는 보상하기 위해, 제1 구동 전압(VPP)의 레벨 변경에 따라 상기 셀프 리프레쉬 동작의 수행 시간을 적응적으로 조절할 수 있다.In the method of driving the memory device 200 according to the embodiments of the present invention, in order to guarantee or compensate the characteristics of the self-refresh operation in the second self-refresh mode (DSM), the level of the first drive voltage VPP The execution time of the self-refresh operation can be adaptively adjusted according to the self-refresh operation.

일 실시예에서, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 상기 셀프 리프레쉬 동작을 수행하는 동안에, 비트라인(BL)에 대해 수행되는 상기 차지 쉐어링 동작의 종료 시점을 변경함으로써, 상기 셀프 리프레쉬 동작의 수행 시간을 적응적으로 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 점선으로 도시된 것처럼, 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)에서 상기 차지 쉐어링 동작의 종료 시점은 시간 tCSE1이지만, 실선으로 도시된 것처럼 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 상기 차지 쉐어링 동작의 종료 시점은 시간 tCSE1보다 늦은 시간 tCSE2일 수 있다. 다시 말하면, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서, 상기 셀프 리프레쉬 동작을 수행하기 위한 상기 차지 쉐어링 동작의 수행 시간이 증가할 수 있으며, 상기 셀프 리프레쉬 동작을 수행하기 위해 상기 센스 앰프부가 활성화되는 시점이 지연될 수 있다.In one embodiment, by changing the ending time of the charge sharing operation performed on the bit line (BL) during the self refresh operation in the second self refresh mode (DSM), the execution time of the self refresh operation Can be adaptively adjusted. 7, the ending point of the charge-sharing operation in the first self-refresh mode SR is the time tCSE1, but the charge in the second self-refresh mode (DSM) The ending point of the sharing operation may be time tCSE2, which is later than time tCSE1. In other words, in the second self-refresh mode (DSM), the execution time of the charge-sharing operation for performing the self-refresh operation may increase, and when the sense amplifier section is activated to perform the self- Can be delayed.

다른 실시예에서, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 상기 셀프 리프레쉬 동작이 수행된 이후에, 비트라인(BL)에 대해 수행되는 상기 프리차지 동작의 시작 시점을 변경함으로써, 상기 셀프 리프레쉬 동작의 수행 시간을 적응적으로 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 점선으로 도시된 것처럼, 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)에서 상기 프리차지 동작의 시작 시점은 시간 tRAS1이지만, 실선으로 도시된 것처럼 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 상기 프리차지 동작의 시작 시점은 시간 tRAS1보다 늦은 시간 tRAS2일 수 있다. 다시 말하면, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서, 상기 셀프 리프레쉬 동작을 수행하기 위해 상기 센스 앰프부가 활성화되는 시간, 즉 상기 센스 앰프부의 구동 시간이 증가할 수 있으며, 상기 셀프 리프레쉬 동작을 종료하기 위해 상기 센스 앰프부가 비활성화되는 시점이 지연될 수 있다.In another embodiment, by changing the start point of the precharge operation performed on the bit line (BL) after the self refresh operation is performed in the second self refresh mode (DSM), the execution of the self refresh operation Time can be adjusted adaptively. 7, the start time of the pre-charge operation in the first self-refresh mode SR is time tRAS1, but the start time of the pre-charge operation in the second self-refresh mode (DSM) The start time of the charge operation may be time tRAS2 later than time tRAS1. In other words, in the second self-refresh mode (DSM), the time at which the sense amplifier unit is activated to perform the self-refresh operation, that is, the driving time of the sense amplifier unit may increase. To terminate the self- The time point at which the sense amplifier section is inactivated may be delayed.

정리하면, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 상기 셀프 리프레쉬 동작이 시작되는 경우에, 워드라인(WL)에 레벨 감소된 제1 구동 전압(VPP)이 인가되며, 실선으로 도시된 것처럼 워드라인(WL)의 전압이 제2 레벨(VPDL1)까지 증가한다. 이 때, 비트라인(BL)은 프리차지되어 있으며, 시간 tCSS에서 상기 차지 쉐어링 동작이 시작된다. 시간 tCSE1보다 늦은 시간 tCSE2에서 상기 센스 앰프부가 활성화되며, 실선으로 도시된 것처럼 상기 차지 쉐어링 동작이 종료되고, 메모리 셀의 데이터를 보존하기 위한 증폭 동작이 수행된다. 시간 tRAS1보다 늦은 시간 tRAS2에서 상기 센스 앰프부가 비활성화되며, 실선으로 도시된 것처럼 비트라인(BL)은 다시 프리차지된다.In summary, when the self-refresh operation is started in the second self-refresh mode (DSM), the first reduced level drive voltage VPP is applied to the word line WL, WL increases to the second level VPDL1. At this time, the bit line BL is precharged, and the charge sharing operation is started at time tCSS. At a time tCSE2 later than the time tCSE1, the sense amplifier section is activated, the charge sharing operation is ended as shown by a solid line, and an amplifying operation for preserving data of the memory cell is performed. At a time tRAS2 later than the time tRAS1, the sense amplifier section is deactivated and the bit line BL is precharged again as shown by the solid line.

한편, 도 7에서는 상기 셀프 리프레쉬 동작의 특성을 보장 또는 보상하기 위해, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 상기 차지 쉐어링 동작의 종료 시점 및 상기 프리차지 동작의 시작 시점을 모두 변경하는 것으로 도시하였으나, 실시예에 따라서 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 상기 차지 쉐어링 동작의 종료 시점만을 변경하거나, 상기 프리차지 동작의 시작 시점만을 변경할 수 있다.In FIG. 7, in order to guarantee or compensate the characteristics of the self-refresh operation, the end point of the charge-sharing operation and the start point of the pre-charge operation are all changed in the second self-refresh mode (DSM) It is possible to change only the end point of the charge sharing operation in the second self refresh mode (DSM) or only the start point of the precharge operation according to the embodiment.

도 8a, 8b 및 8c는 본 발명의 실시예들에 따른 셀프 리프레쉬 동작의 특성 보상을 위한 다른 예를 설명하기 위한 그래프이다.8A, 8B and 8C are graphs for explaining another example for the characteristic compensation of the self-refresh operation according to the embodiments of the present invention.

도 8a, 8b 및 8c에서, 논리 하이 레벨은 상기 셀프 리프레쉬 동작이 수행되는 구간을 나타내며, 논리 로우 레벨은 상기 셀프 리프레쉬 동작이 수행되지 않는 구간을 나타낸다.8A, 8B and 8C, a logic high level indicates a period during which the self refresh operation is performed, and a logic low level indicates a period during which the self refresh operation is not performed.

도 1, 2, 3 및 8a를 참조하면, 일반적으로 메모리 장치(200)는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 제1 주기(PSR1)마다 상기 셀프 리프레쉬 동작을 반복적으로 수행할 수 있다. 제1 주기(PSR1)는 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)에서 상기 셀프 리프레쉬 동작의 주기와 실질적으로 동일할 수 있다.Referring to FIGS. 1, 2, 3 and 8a, the memory device 200 may repeatedly perform the self-refresh operation in every second period PSR1 in the second self-refresh mode DSM. The first period PSR1 may be substantially the same as the period of the self-refresh operation in the first self-refresh mode SR.

도 1, 2, 3, 8b 및 8c를 참조하면, 메모리 장치(200)는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 상기 셀프 리프레쉬 동작의 특성을 보장 또는 보상하기 위해, 제1 구동 전압(VPP)의 레벨 변경에 따라 상기 셀프 리프레쉬 동작의 주기를 적응적으로 조절할 수 있다.Referring to Figures 1, 2, 3, 8b and 8c, the memory device 200 has a first drive voltage VPP to guarantee or compensate for the characteristics of the self-refresh operation in the second self-refresh mode DSM. The cycle of the self-refresh operation can be adaptively adjusted according to the level change.

일 실시예에서, 도 8b에 도시된 것처럼, 메모리 장치(200)는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 제1 주기(PSR1)보다 짧은 제2 주기(PSR2)마다 상기 셀프 리프레쉬 동작을 반복적으로 수행할 수 있다. 다시 말하면, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 상기 셀프 리프레쉬 동작의 주기는 감소될 수 있다.In one embodiment, as shown in FIG. 8B, the memory device 200 repeatedly performs the self-refresh operation every second period (PSR2) shorter than the first period (PSR1) in the second self-refresh mode (DSM) can do. In other words, in the second self-refresh mode (DSM), the period of the self-refresh operation can be reduced.

다른 실시예에서, 도 8c에 도시된 것처럼, 메모리 장치(200)는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 제1 주기(PSR1)보다 긴 제3 주기(PSR3)마다 상기 셀프 리프레쉬 동작을 반복적으로 수행할 수 있다. 다시 말하면, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 상기 셀프 리프레쉬 동작의 주기는 증가될 수 있다.8C, the memory device 200 repeatedly performs the self-refresh operation every third period (PSR3) longer than the first period (PSR1) in the second self-refresh mode (DSM) can do. In other words, in the second self-refresh mode (DSM), the period of the self-refresh operation can be increased.

또 다른 실시예에서, 도시하지는 않았으나, 동일한 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM) 내에서 상기 셀프 리프레쉬 동작의 주기가 적응적으로 조절될 수도 있다.In another embodiment, although not shown, the cycle of the self-refresh operation may be adaptively adjusted within the same second self-refresh mode (DSM).

도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 구동 전압의 레벨 변경의 다른 예를 설명하기 위한 그래프이다.9 is a graph for explaining another example of the level change of the driving voltage according to the embodiments of the present invention.

도 1, 2, 3 및 9를 참조하면, 메모리 장치(200)는 정상 모드(NM)에서 제3 레벨(VBNL1)을 가지는 제2 구동 전압(VBB)을 발생하여 상기 메모리 셀들에 제공하고(단계 S100), 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)에서 제2 구동 전압(VBB)의 레벨을 제3 레벨(VBNL1)로 유지하여 상기 메모리 셀들에 제공하고(단계 S200), 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)로 진입하는 경우에 제2 구동 전압(VBB)의 레벨을 제3 레벨(VBNL1)보다 높은 제4 레벨(VBDL1)로 변경하여 상기 메모리 셀들에 제공하며(단계 S300), 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료되는 경우에 정상 모드(NM)로 진입하기 전에 제2 구동 전압(VBB)의 레벨을 제3 레벨(VBNL1)로 복원할 수 있다(단계 S400). 제3 레벨(VBNL1) 및 제4 레벨(VBDL1)은 메모리 장치(200)의 동작 온도(TEMP)와 무관하게 일정한 고정 레벨일 수 있다. 상술한 제2 구동 전압(VBB)의 레벨 변경에 따라서, 도 6b를 참조하여 상술한 것처럼 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 셀프 리프레쉬 전류(IDD6)가 감소될 수 있다.1, 2, 3 and 9, the memory device 200 generates and supplies a second driving voltage VBB having a third level VBNL1 in the normal mode NM to the memory cells The second level of the second driving voltage VBB is maintained at the third level VBNL1 in the first self-refresh mode SR to provide the level of the second driving voltage VBB to the memory cells in the second self- The level of the second driving voltage VBB is changed to a fourth level VBDL1 higher than the third level VBNL1 and is provided to the memory cells in step S300. In the second self refresh mode DSM The level of the second driving voltage VBB may be restored to the third level VBNL1 before the normal mode NM is entered (step S400). The third level VBNL1 and the fourth level VBDL1 may be a constant fixed level regardless of the operating temperature TEMP of the memory device 200. [ According to the above-described level change of the second driving voltage VBB, the self refresh current IDD6 can be reduced in the second self-refresh mode DSM as described above with reference to Fig. 6B.

일 실시예에서, 도 9에 도시된 것처럼 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 제2 구동 전압(VBB)의 레벨을 증가시키기 위한 제2 전압 제어 신호(VC2)를 발생하기 위해, 제2 전압 컨트롤러(330)에 포함되는 저항들의 저항 값은 제1 전압 컨트롤러(310)에 포함되는 저항들(R1, R2, R3, R4)의 저항 값과 다르게 설정될 수 있다.In one embodiment, to generate the second voltage control signal VC2 for increasing the level of the second driving voltage VBB in the second self-refresh mode DSM as shown in Fig. 9, The resistance value of the resistors included in the first voltage controller 330 may be set different from the resistance values of the resistors R1, R2, R3, and R4 included in the first voltage controller 310. [

도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.10 is a flowchart showing a method of driving a memory device according to embodiments of the present invention.

도 2 및 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치의 구동 방법에서, 정상 모드(NM)에서, 구동 전압을 발생하여 상기 메모리 장치에 포함되는 복수의 메모리 셀들에 제공한다(단계 S1100). 이 때, 상기 구동 전압은 상기 메모리 장치의 동작 온도에 따라 달라지는 가변 레벨을 가진다.Referring to FIGS. 2 and 10, in a method of driving a memory device according to embodiments of the present invention, in a normal mode NM, a driving voltage is generated and provided to a plurality of memory cells included in the memory device S1100). At this time, the driving voltage has a variable level that varies depending on the operating temperature of the memory device.

제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)로 진입하는 경우에, 상기 구동 전압의 레벨을 변경하여 상기 복수의 메모리 셀들에 제공한다(단계 S1200). 이 때, 정상 모드(NM)에서와 다르게, 상기 구동 전압은 상기 동작 온도와 무관하게 일정한 제1 고정 레벨을 가진다. 또한, 상기 구동 전압의 레벨은 상기 메모리 장치의 전력 소모를 감소시키는 방향으로 변경될 수 있다.In the case of entering the first self-refresh mode SR, the level of the driving voltage is changed and provided to the plurality of memory cells (step S1200). At this time, unlike in the normal mode NM, the driving voltage has a first fixed level which is constant regardless of the operating temperature. In addition, the level of the driving voltage may be changed in a direction to reduce power consumption of the memory device.

제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)로 진입하는 경우에, 상기 구동 전압의 레벨을 변경하여 상기 복수의 메모리 셀들에 제공한다(단계 S300). 이 때, 상기 구동 전압은 상기 동작 온도와 무관하게 일정한 제2 고정 레벨을 가지며, 상기 제2 고정 레벨은 상기 제1 고정 레벨과 다르다. 또한, 상기 구동 전압의 레벨은 상기 메모리 장치의 전력 소모를 더욱 감소시키는 방향으로 변경될 수 있다.When entering the second self-refresh mode (DSM), the level of the driving voltage is changed and provided to the plurality of memory cells (step S300). At this time, the driving voltage has a second fixed level that is constant regardless of the operating temperature, and the second fixed level is different from the first fixed level. Further, the level of the driving voltage may be changed in a direction further reducing the power consumption of the memory device.

제1 셀프 리프레쉬 모드(SR) 또는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료되는 경우에, 상기 구동 전압의 레벨을 복원할 수 있다(단계 S1400). 예를 들어, 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)가 종료되는 경우에, 상기 구동 전압의 레벨을 상기 가변 레벨로 즉시 복원할 수 있다. 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료되어 정상 모드(NM)로 돌아가는데 상기 기준 시간보다 긴 시간이 소요되므로, 정상 모드(NM)로 진입하기 전에 상기 구동 전압의 레벨을 원래의 레벨(즉, 정상 모드(NM)에서의 레벨)로 복원할 수 있다.In the case where the first self-refresh mode SR or the second self-refresh mode DSM is terminated, the level of the driving voltage may be restored (step S1400). For example, when the first self-refresh mode SR is terminated, the level of the drive voltage can be immediately restored to the variable level. Since it takes a longer time than the reference time to return to the normal mode NM after the second self refresh mode DSM is completed, the level of the driving voltage is set to the original level Mode (level in NM)).

이에 따라, 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR) 또는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료된 이후의 정상 모드(NM)에서, 레벨 복원된 상기 구동 전압을 상기 복수의 메모리 셀들에 제공할 수 있다.Thus, in the normal mode (NM) after the first self-refresh mode (SR) or the second self-refresh mode (DSM) is terminated, the level-regulated drive voltage can be provided to the plurality of memory cells.

도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치를 나타내는 블록도이다.11 is a block diagram illustrating a memory device in accordance with embodiments of the present invention.

도 11을 참조하면, 메모리 장치(200a)는 제어 로직(210), 리프레쉬 제어 회로(215), 어드레스 레지스터(220), 뱅크 제어 로직(230), 로우 어드레스 멀티플렉서(240), 컬럼 어드레스 래치(250), 로우 디코더, 컬럼 디코더, 메모리 셀 어레이, 센스 앰프부, 입출력 게이팅 회로(290), 데이터 입출력 버퍼(295), 제1 전압 컨트롤러(310), 제1 전압 발생기(320a), 제2 전압 컨트롤러(330) 및 제2 전압 발생기(340a)를 포함한다.11, the memory device 200a includes a control logic 210, a refresh control circuit 215, an address register 220, a bank control logic 230, a row address multiplexer 240, a column address latch 250 A data input / output buffer 295, a first voltage controller 310, a first voltage generator 320a, a second voltage controller 320a, and a second voltage controller 330b. (330) and a second voltage generator (340a).

제1 및 제2 전압 발생기들(320a, 340a)이 NTC(negative temperature coefficient) 소자(NTCT)들(322, 342)을 각각 포함하는 것을 제외하면, 도 11의 메모리 장치(200a)는 도 3의 메모리 장치(200)와 실질적으로 동일할 수 있으며, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.The memory device 200a of Figure 11 is similar to the memory device of Figure 3 except that the first and second voltage generators 320a and 340a each include NTCTs 322 and 342, May be substantially the same as the memory device 200, and duplicate descriptions are omitted.

제1 전압 발생기(320a)는 정상 모드(NM)에서 NTC 소자(322)를 활성화하여 상기 동작 온도에 따라 레벨이 달라지는 제1 구동 전압(VPP)을 발생하고, 제1 및 제2 셀프 리프레쉬 모드들(SR, DSM)에서 NTC 소자(322)를 비활성화하여 상기 동작 온도와 무관하게 레벨이 일정한 제1 구동 전압(VPP)을 발생할 수 있다. 또한, 제1 전압 발생기(320a)는 제1 전압 제어 신호(VC1)를 기초로 제1 및 제2 셀프 리프레쉬 모드들(SR, DSM)에서 서로 다른 레벨을 가지도록 제1 구동 전압(VPP)의 레벨을 조절할 수 있다.The first voltage generator 320a activates the NTC element 322 in the normal mode NM to generate a first driving voltage VPP whose level changes according to the operating temperature, and the first and second self- It is possible to inactivate the NTC element 322 in the sustain period SR and DSM to generate the first drive voltage VPP having a constant level irrespective of the operation temperature. The first voltage generator 320a may generate the first driving voltage VPP so as to have different levels in the first and second self-refresh modes SR and DSM based on the first voltage control signal VC1. You can adjust the level.

제2 전압 발생기(340a)는 정상 모드(NM)에서 NTC 소자(342)를 활성화하여 상기 동작 온도에 따라 레벨이 달라지는 제2 구동 전압(VBB)을 발생하고, 제1 및 제2 셀프 리프레쉬 모드들(SR, DSM)에서 NTC 소자(342)를 비활성화하여 상기 동작 온도와 무관하게 레벨이 일정한 제2 구동 전압(VBB)을 발생할 수 있다. 또한, 제2 전압 발생기(340a)는 제2 전압 제어 신호(VC2)를 기초로 제1 및 제2 셀프 리프레쉬 모드들(SR, DSM)에서 서로 다른 레벨을 가지도록 제2 구동 전압(VBB)의 레벨을 조절할 수 있다.The second voltage generator 340a activates the NTC element 342 in the normal mode NM to generate a second driving voltage VBB whose level changes according to the operating temperature, and the first and second self- The second driving voltage VBB having a constant level regardless of the operating temperature can be generated by inactivating the NTC device 342 in the first and second switching devices SR and DSM. Also, the second voltage generator 340a generates the second driving voltage VBB so as to have different levels in the first and second self-refresh modes SR and DSM based on the second voltage control signal VC2. You can adjust the level.

도 12a, 12b 및 13은 본 발명의 실시예들에 따른 구동 전압의 레벨 변경의 또 다른 예들을 설명하기 위한 그래프들이다.12A, 12B and 13 are graphs for explaining still another example of the level change of the driving voltage according to the embodiments of the present invention.

도 10, 11 및 12a를 참조하면, 메모리 장치(200a)는 정상 모드(NM)에서 NTC 소자(322)를 활성화하여 제1 가변 레벨(VPNL2)을 가지는 제1 구동 전압(VPP)을 발생하여 상기 메모리 셀들에 제공하고(단계 S1100), 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)로 진입하는 경우에 NTC 소자(322)를 비활성화하여 제1 구동 전압(VPP)의 레벨을 제1 가변 레벨(VPNL2)보다 낮거나 같은 제1 고정 레벨(VPSL2)로 변경하여 상기 메모리 셀들에 제공하고(단계 S1200), 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)로 진입하는 경우에 NTC 소자(322)를 비활성화하고 제1 전압 제어 신호(VC1)를 기초로 제1 구동 전압(VPP)의 레벨을 제1 가변 레벨(VPNL2) 및 제1 고정 레벨(VPSL2)보다 낮은 제2 고정 레벨(VPDL2)로 변경하여 상기 메모리 셀들에 제공하며(단계 S1300), 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR) 또는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료되는 경우에 제1 구동 전압(VPP)의 레벨을 복원할 수 있다(단계 S1400).10, 11 and 12A, the memory device 200a activates the NTC element 322 in the normal mode NM to generate the first driving voltage VPP having the first variable level VPNL2, (Step S1100). In the case of entering the first self-refresh mode SR, the NTC element 322 is deactivated so that the level of the first driving voltage VPP is lower than the first variable level VPNL2 (Step S1200). In the case of entering the second self-refresh mode (DSM), the NTC element 322 is deactivated and the first voltage control signal (VPSL2) (VPL) to a second fixed level (VPDL2) lower than the first variable level (VPNL2) and the first fixed level (VPSL2) to the memory cells S1300), and when the first self-refresh mode SR or the second self-refresh mode DSM is terminated, The level of the voltage VPP can be restored (step S1400).

일 실시예에서, 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)가 종료되는 경우에, NTC 소자(322)를 활성화하여 제1 구동 전압(VPP)의 레벨을 제1 가변 레벨(VPNL2)로 즉시 복원할 수 있다. 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료되는 경우에, NTC 소자(322)를 활성화하고 제1 전압 제어 신호(VC1)에 기초하여 정상 모드(NM)로 진입하기 전에 제1 구동 전압(VPP)의 레벨을 제1 가변 레벨(VPNL2)로 복원할 수 있다.In one embodiment, when the first self-refresh mode SR ends, the NTC element 322 can be activated to immediately restore the level of the first drive voltage VPP to the first variable level VPNL2 . When the second self refresh mode DSM is terminated, before the NTC element 322 is activated and enters the normal mode NM based on the first voltage control signal VC1, Level to the first variable level (VPNL2).

도 12a에 도시된 것처럼, 제1 가변 레벨(VPNL2)은 상기 동작 온도가 증가할수록 감소할 수 있다. 예를 들어, 상기 동작 온도가 섭씨 약 25도인 경우에, 제1 가변 레벨(VPNL2)은 약 3.4V일 수 있고, 제1 고정 레벨(VPSL2)은 약 3.2V일 수 있으며, 제2 고정 레벨(VPDL2)은 약 3.0V일 수 있다.As shown in Fig. 12A, the first variable level VPNL2 may decrease as the operating temperature increases. For example, if the operating temperature is about 25 degrees Celsius, the first variable level VPNL2 may be about 3.4V, the first fixed level VPSL2 may be about 3.2V, VPDL2) may be about 3.0V.

한편, 도 12a에 도시된 것처럼 제1 구동 전압(VPP)의 레벨이 변경되는 경우에, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 상기 셀프 리프레쉬 동작의 특성을 보장하기 위해, 도 7을 참조하여 상술한 상기 셀프 리프레쉬 동작의 수행 시간을 적응적으로 조절하는 동작 및/또는 도 8a, 8b 및 8c를 참조하여 상술한 상기 셀프 리프레쉬 동작의 주기를 적응적으로 조절하는 동작이 추가적으로 수행될 수 있다.On the other hand, in order to ensure the characteristics of the self-refresh operation in the second self-refresh mode (DSM) when the level of the first drive voltage VPP is changed as shown in FIG. 12A, The operation of adaptively adjusting the execution time of the self-refresh operation and / or the operation of adaptively adjusting the period of the self-refresh operation described above with reference to FIGS. 8A, 8B and 8C may be additionally performed.

도 2, 12a 및 12b를 참조하면, 셀프 리프레쉬 전류(IDD6)는 제1 구동 전압(VPP)이 제1 가변 레벨(VPNL2)을 가지는 정상 모드(NM)에서 제1 값(INL2)을 가지고, 제1 구동 전압(VPP)이 제1 고정 레벨(VPSL2)을 가지는 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)에서 제1 값(INL2)보다 낮거나 같은 제2 값(ISL2)을 가지며, 제1 구동 전압(VPP)이 제2 고정 레벨(VPDL2)을 가지는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 제2 값(ISL2)보다 낮은 제3 값(IDL2)을 가질 수 있다. 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR) 및 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 셀프 리프레쉬 전류(IDD6)가 감소되므로, 메모리 장치(200a)의 전력 소모가 감소될 수 있다.Referring to FIGS. 2, 12A and 12B, the self refresh current IDD6 has a first value INL2 in the normal mode NM in which the first driving voltage VPP has the first variable level VPNL2, 1 drive voltage VPP has a second value ISL2 that is lower than or equal to the first value INL2 in the first self refresh mode SR having the first fixed level VPSL2 and the first drive voltage VPP May have a third value IDL2 lower than the second value ISL2 in the second self-refresh mode DSM having the second fixed level VPDL2. The power consumption of the memory device 200a can be reduced since the self-refresh current IDD6 is reduced in the first self-refresh mode SR and the second self-refresh mode DSM.

도 10, 11 및 13을 참조하면, 메모리 장치(200a)는 정상 모드(NM)에서 NTC 소자(342)를 활성화하여 제2 가변 레벨(VBNL2)을 가지는 제2 구동 전압(VBB)을 발생하여 상기 메모리 셀들에 제공하고(단계 S1100), 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)로 진입하는 경우에 NTC 소자(342)를 비활성화하고 제2 전압 제어 신호(VC2)를 기초로 제2 구동 전압(VBB)의 레벨을 제2 가변 레벨(VBNL2)보다 높은 제3 고정 레벨(VBDL2)로 변경하여 상기 메모리 셀들에 제공하며(단계 S1300), 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료되는 경우에 제2 구동 전압(VBB)의 레벨을 복원할 수 있다(단계 S1400). 예를 들어, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)가 종료되는 경우에, NTC 소자(342)를 활성화하고 제2 전압 제어 신호(VC2)에 기초하여 정상 모드(NM)로 진입하기 전에 제2 구동 전압(VBB)의 레벨을 제2 가변 레벨(VBNL2)로 복원할 수 있다. 상술한 제2 구동 전압(VBB)의 레벨 변경에 따라서, 도 12b를 참조하여 상술한 것처럼 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 셀프 리프레쉬 전류(IDD6)가 감소될 수 있다.10, 11 and 13, the memory device 200a activates the NTC element 342 in the normal mode NM to generate the second driving voltage VBB having the second variable level VBNL2, (Step S1100), and inactivates the NTC element 342 in the case of entering the second self-refresh mode (DSM) and applies the second driving voltage VBB to the memory cells based on the second voltage control signal VC2 Level to a third fixed level VBDL2 higher than the second variable level VBNL2 and provides the same to the memory cells in step S1300. When the second self-refresh mode DSM ends, VBB (step S1400). For example, in the case where the second self refresh mode DSM is terminated, before activating the NTC element 342 and entering the normal mode NM based on the second voltage control signal VC2, (VBB) to the second variable level (VBNL2). According to the above-described level change of the second driving voltage VBB, the self refresh current IDD6 can be reduced in the second self-refresh mode DSM as described above with reference to Fig. 12B.

한편, 도시하지는 않았으나, 도 12a와 유사하게 제1 셀프 리프레쉬 모드(SR)로 진입하는 경우에 NTC 소자(342)를 비활성화하여 제2 구동 전압(VBB)의 레벨을 제2 가변 레벨(VBNL2)보다 높거나 같은 제4 고정 레벨로 변경하여 상기 메모리 셀들에 제공할 수 있다(단계 S1200). 이 때, 상기 제4 고정 레벨은 제3 고정 레벨(VBDL2)보다 낮을 수 있다.12A, in the case of entering the first self-refresh mode SR, the NTC element 342 is deactivated so that the level of the second driving voltage VBB is lower than the second variable level VBNL2 The memory cell may be changed to a fourth fixed level, which is higher than or equal to the first fixed level, to be provided to the memory cells (step S1200). At this time, the fourth fixed level may be lower than the third fixed level VBDL2.

한편, 도 1의 단계 S100, S200, S300 및 S400과, 도 10의 단계 S1100, S1200, S1300 및 S1400은, 제1 구동 전압(VPP)에 대해서만 수행될 수도 있고, 제2 구동 전압(VBB)에 대해서만 수행될 수도 있고, 제1 및 제2 구동 전압들(VPP, VBB) 모두에 대해서 수행될 수도 있으며, 두 개 이상의 승압 전압들 및/또는 두 개 이상의 음 전압들에 대해서 수행될 수도 있다.Steps S100, S200, S300, and S400 of FIG. 1 and steps S1100, S1200, S1300, and S1400 of FIG. 10 may be performed only for the first drive voltage VPP and may be performed for the second drive voltage VBB Or may be performed for both the first and second driving voltages VPP and VBB and may be performed for two or more step-up voltages and / or two or more negative voltages.

본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치(200, 200a) 및 그 구동 방법에서는, 정상 모드(NM)로 돌아가는데 소요되는 시간이 상대적으로 길고 셀프 리프레쉬 동작을 수행하는 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서, 메모리 셀들에 제공되는 구동 전압의 레벨을 정상 모드(NM)에서와 다르게 변경할 수 있다. 예를 들어, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서, 전원 전압(VDD)보다 높은 제1 구동 전압(VPP)의 레벨은 감소될 수 있고, 접지 전압(VSS)보다 낮은 제2 구동 전압(VBB)의 레벨은 증가될 수 있다. 또한, 셀프 리프레쉬 동작의 수행 시간 및/또는 셀프 리프레쉬 동작의 주기를 적응적으로 추가 조절할 수 있다. 따라서, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 셀프 리프레쉬 동작의 특성이 보장되면서 셀프 리프레쉬 전류(IDD6)가 감소될 수 있으며, 메모리 장치(200, 200a)의 전력 소모가 감소될 수 있다.In the memory devices 200 and 200a and the driving method thereof according to the embodiments of the present invention, in the second self-refresh mode DSM in which the time required for returning to the normal mode NM is relatively long and self- , The level of the driving voltage provided to the memory cells can be changed to be different from that in the normal mode NM. For example, in the second self-refresh mode DSM, the level of the first driving voltage VPP higher than the power source voltage VDD can be reduced and the second driving voltage VBB lower than the ground voltage VSS, Can be increased. Further, the execution time of the self-refresh operation and / or the cycle of the self-refresh operation can be adaptively adjusted. Therefore, the self refresh current IDD6 can be reduced while the characteristics of the self refresh operation in the second self refresh mode (DSM) are ensured, and the power consumption of the memory devices 200 and 200a can be reduced.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 구동 방법은, 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 프로그램 코드를 포함하는 제품 등의 형태로 구현될 수도 있다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 프로그램 코드는 다양한 컴퓨터 또는 다른 데이터 처리 장치의 프로세서로 제공될 수 있다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 컴퓨터로 판독 가능한 신호 매체 또는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체일 수 있다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는 명령어 실행 시스템, 장비 또는 장치 내에 또는 이들과 접속되어 프로그램을 저장하거나 포함할 수 있는 임의의 유형적인 매체일 수 있다.On the other hand, the driving method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a product including computer readable program code stored in a computer-readable medium. The computer readable program code may be provided to a processor of various computers or other data processing apparatuses. The computer-readable medium may be a computer-readable signal medium or a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may be any type of medium that can store or contain a program in or in communication with the instruction execution system, equipment, or device.

도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템을 나타내는 블록도이다.14 is a block diagram illustrating a memory system including a memory device in accordance with embodiments of the present invention.

도 14를 참조하면, 메모리 시스템(500)은 메모리 컨트롤러(100) 및 메모리 장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 14, memory system 500 includes memory controller 100 and memory device 200.

메모리 장치(200)는 메모리 컨트롤러(100)에 의해 제어되고 액세스된다. 예를 들어, 메모리 컨트롤러(100)는 호스트(미도시)의 요청에 따라 메모리 장치(200)에 데이터를 기입하거나 메모리 장치(200)로부터 데이터를 독출할 수 있다.The memory device 200 is controlled and accessed by the memory controller 100. For example, the memory controller 100 may write data to the memory device 200 or read data from the memory device 200 at the request of a host (not shown).

메모리 컨트롤러(100)는 제어 라인을 통해 커맨드(CMD) 및 어드레스(ADDR)를 메모리 장치(200)에 전송하고, 데이터 입출력 라인을 통해 메모리 장치(200)와 데이터(DAT)를 주고받는다. 상기 제어 라인 및 상기 데이터 입출력 라인의 일부 또는 전부를 채널이라 부를 수 있다.The memory controller 100 transmits the command CMD and the address ADDR to the memory device 200 via the control line and exchanges data DAT with the memory device 200 through the data input / Some or all of the control line and the data input / output line may be referred to as a channel.

한편, 도시하지는 않았지만, 메모리 컨트롤러(100)는 상기 제어 라인을 통해 데이터 스트로브 신호(DQS), 칩 인에이블 신호(/CE), 기입 인에이블 신호(/WE), 독출 인에이블 신호(/RE), 커맨드 래치 인에이블 신호(CLE), 어드레스 래치 인에이블 신호(ALE) 등을 포함하는 제어 신호를 메모리 장치(200)에 더 전송할 수도 있고, 전원 라인을 통해 전원 전압을 메모리 장치(200)에 더 전송할 수도 있다.Although not shown, the memory controller 100 controls the data strobe signal DQS, the chip enable signal / CE, the write enable signal / WE, the read enable signal / RE through the control line, A command latch enable signal CLE and an address latch enable signal ALE may be further transferred to the memory device 200 and the power supply voltage may be further supplied to the memory device 200 through the power supply line .

메모리 장치(200)는 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치일 수 있다. 메모리 장치(200)는 커맨드(CMD)에 기초하여 저장된 데이터를 보존하기 위한 리프레쉬 동작을 수행하고, 외부 커맨드 없이 저장된 데이터를 보존하기 위한 셀프 리프레쉬 동작을 수행할 수 있다. 또한, 제2 셀프 리프레쉬 모드(DSM)에서 메모리 셀들에 제공되는 구동 전압의 레벨을 정상 모드(NM)에서와 다르게 변경함으로써, 전력 소모가 감소될 수 있다.The memory device 200 may be a memory device according to embodiments of the present invention. The memory device 200 may perform a refresh operation to save the stored data based on the command CMD and perform a self refresh operation to save the stored data without an external command. Further, by changing the level of the driving voltage provided to the memory cells in the second self refresh mode (DSM) differently from that in the normal mode (NM), the power consumption can be reduced.

도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치를 포함하는 컴퓨팅 시스템을 나타내는 블록도이다.15 is a block diagram illustrating a computing system including a memory device in accordance with embodiments of the present invention.

도 15를 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1300)은 프로세서(1310), 시스템 컨트롤러(1320) 및 메모리 시스템(1330)을 포함한다. 컴퓨팅 시스템(1300)은 입력 장치(1350), 출력 장치(1360) 및 저장 장치(1370)를 더 포함할 수 있다.15, a computing system 1300 includes a processor 1310, a system controller 1320, and a memory system 1330. The computing system 1300 may further include an input device 1350, an output device 1360, and a storage device 1370.

메모리 시스템(1330)은 복수의 메모리 장치들(1334) 및 메모리 장치들(1334)을 제어하기 위한 메모리 컨트롤러(1332)를 포함한다. 메모리 컨트롤러(1332)는 시스템 컨트롤러(1320)에 포함될 수 있다. 메모리 장치들(1334), 메모리 컨트롤러(1332) 및 메모리 시스템(1330)은 본 발명의 실시예들에 따라 동작할 수 있다.Memory system 1330 includes a plurality of memory devices 1334 and a memory controller 1332 for controlling memory devices 1334. The memory controller 1332 may be included in the system controller 1320. Memory devices 1334, memory controller 1332, and memory system 1330 may operate in accordance with embodiments of the present invention.

프로세서(1310)는 특정 계산들 또는 태스크들을 실행할 수 있다. 프로세서(1310)는 프로세서 버스를 통하여 시스템 컨트롤러(1320)에 연결될 수 있다. 시스템 컨트롤러(1320)는 확장 버스를 통하여 입력 장치(1350), 출력 장치(1360) 및 저장 장치(1370)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 프로세서(1310)는 시스템 컨트롤러(1320)를 통하여 입력 장치(1350), 출력 장치(1360), 또는 저장 장치(1370)를 제어할 수 있다.Processor 1310 may execute certain calculations or tasks. Processor 1310 may be coupled to system controller 1320 via a processor bus. The system controller 1320 may be coupled to the input device 1350, the output device 1360, and the storage device 1370 via an expansion bus. Accordingly, the processor 1310 can control the input device 1350, the output device 1360, or the storage device 1370 through the system controller 1320.

본 발명은 반도체 메모리 장치 및 이를 포함하는 다양한 장치 및 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 본 발명은 휴대폰, 스마트 폰, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), 디지털 카메라, 캠코더, PC(personal computer), 서버 컴퓨터, 워크스테이션, 노트북, 디지털 TV(television), 셋-탑 박스, 음악 재생기, 휴대용 게임 콘솔, 네비게이션 시스템, 스마트 카드, 프린터, 웨어러블 시스템, IoT(internet of things) 시스템, VR(virtual reality) 시스템, AR(augmented reality) 시스템 등에 유용하게 적용될 수 있다.The present invention can be applied to semiconductor memory devices and various devices and systems including the same. For example, the present invention may be applied to a mobile phone, a smart phone, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a digital camera, a camcorder, a personal computer such as a television, a set-top box, a music player, a portable game console, a navigation system, a smart card, a printer, a wearable system, an Internet of things (IOT) system, a virtual reality (VR) system and an augmented reality Lt; / RTI &gt;

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It will be understood.

Claims (10)

정상 모드, 외부 커맨드 없이 메모리 셀들에 저장된 데이터를 보존하는 셀프 리프레쉬(self refresh) 동작을 수행하고 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간이 기준 시간보다 짧은 제1 셀프 리프레쉬 모드, 및 상기 셀프 리프레쉬 동작을 수행하고 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간이 상기 기준 시간보다 긴 제2 셀프 리프레쉬 모드 중 하나로 동작하는 메모리 장치의 구동 방법으로서,
상기 정상 모드에서, 제1 레벨을 가지는 제1 구동 전압을 발생하여 상기 메모리 셀들에 제공하는 단계; 및
상기 제2 셀프 리프레쉬 모드로 진입하는 경우에, 상기 제1 구동 전압의 레벨을 상기 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨로 변경하여 상기 메모리 셀들에 제공하는 단계를 포함하는 메모리 장치의 구동 방법.
A first self refresh mode for performing a self refresh operation for saving data stored in memory cells without a normal mode and an external command and a time required for returning to the normal mode is shorter than a reference time, And a second self-refresh mode in which a time required to return to the normal mode is longer than the reference time,
Generating, in the normal mode, a first drive voltage having a first level and providing the first drive voltage to the memory cells; And
And changing the level of the first driving voltage to a second level lower than the first level in the case of entering the second self-refresh mode, to the memory cells.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 셀프 리프레쉬 모드가 종료되는 경우에, 상기 정상 모드로 진입하기 전에 상기 제1 구동 전압의 레벨을 상기 제1 레벨로 복원하는 단계; 및
상기 제2 셀프 리프레쉬 모드 이후의 상기 정상 모드에서, 상기 제1 레벨을 가지는 상기 제1 구동 전압을 상기 메모리 셀들에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 장치의 구동 방법.
The method according to claim 1,
Restoring the level of the first driving voltage to the first level before entering the normal mode when the second self-refresh mode is ended; And
And providing the first drive voltage having the first level to the memory cells in the normal mode after the second self-refresh mode.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 구동 전압은 전원 전압에 기초하여 발생되고 상기 전원 전압보다 높은 레벨을 가지는 승압 전압인 것을 특징으로 하는 메모리 장치의 구동 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first driving voltage is a boost voltage generated based on a power supply voltage and having a level higher than the power supply voltage.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 셀프 리프레쉬 모드에서, 상기 제1 구동 전압의 레벨 변경에 따라 상기 셀프 리프레쉬 동작의 수행 시간을 적응적으로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 장치의 구동 방법.
The method according to claim 1,
And adjusting the execution time of the self-refresh operation in accordance with the level change of the first driving voltage in the second self-refresh mode.
제 4 항에 있어서, 상기 셀프 리프레쉬 동작의 수행 시간을 적응적으로 조절하는 단계는,
상기 제2 셀프 리프레쉬 모드에서 상기 셀프 리프레쉬 동작을 수행하는 동안에, 상기 메모리 셀들과 연결된 비트라인들에 대해 수행되는 차지 쉐어링(charge sharing) 동작의 종료 시점을 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 장치의 구동 방법.
5. The method of claim 4, wherein adaptively adjusting the execution time of the self-
And changing an end timing of a charge sharing operation performed on bit lines connected to the memory cells during the self refresh operation in the second self refresh mode. A method of driving a device.
제 4 항에 있어서, 상기 셀프 리프레쉬 동작의 수행 시간을 적응적으로 조절하는 단계는,
상기 제2 셀프 리프레쉬 모드에서 상기 셀프 리프레쉬 동작이 수행된 이후에, 상기 메모리 셀들과 연결된 비트라인들에 대해 수행되는 프리차지(precharge) 동작의 시작 시점을 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 장치의 구동 방법.
5. The method of claim 4, wherein adaptively adjusting the execution time of the self-
And changing a start time of a precharge operation performed on bit lines connected to the memory cells after the self refresh operation is performed in the second self refresh mode. A method of driving a device.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 셀프 리프레쉬 모드에서, 상기 제1 구동 전압의 레벨 변경에 따라 상기 셀프 리프레쉬 동작의 주기를 적응적으로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 장치의 구동 방법.
The method according to claim 1,
And adjusting the period of the self-refresh operation adaptively according to a level change of the first driving voltage in the second self-refresh mode.
제 1 항에 있어서,
상기 정상 모드에서, 제3 레벨을 가지는 제2 구동 전압을 발생하여 상기 메모리 셀들에 제공하는 단계; 및
상기 제2 셀프 리프레쉬 모드로 진입하는 경우에, 상기 제2 구동 전압의 레벨을 상기 제3 레벨보다 높은 제4 레벨로 변경하여 상기 메모리 셀들에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 장치의 구동 방법.
The method according to claim 1,
In the normal mode, generating and providing a second driving voltage having a third level to the memory cells; And
Further comprising changing the level of the second driving voltage to a fourth level higher than the third level and providing the second driving voltage to the memory cells when entering the second self refresh mode Driving method.
정상 모드, 외부 커맨드 없이 메모리 셀들에 저장된 데이터를 보존하는 셀프 리프레쉬(self refresh) 동작을 수행하고 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간이 기준 시간보다 짧은 제1 셀프 리프레쉬 모드, 및 상기 셀프 리프레쉬 동작을 수행하고 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간이 상기 기준 시간보다 긴 제2 셀프 리프레쉬 모드 중 하나로 동작하는 메모리 장치의 구동 방법으로서,
상기 정상 모드에서, 상기 메모리 장치의 동작 온도에 따라 달라지는 제1 가변 레벨을 가지는 제1 구동 전압을 발생하여 상기 메모리 셀들에 제공하는 단계;
상기 제1 셀프 리프레쉬 모드로 진입하는 경우에, 상기 제1 구동 전압의 레벨을 상기 동작 온도와 무관하게 일정한 제1 고정 레벨로 변경하여 상기 메모리 셀들에 제공하는 단계; 및
상기 제2 셀프 리프레쉬 모드로 진입하는 경우에, 상기 제1 구동 전압의 레벨을 상기 제1 가변 레벨 및 상기 제1 고정 레벨보다 낮고 상기 동작 온도와 무관하게 일정한 제2 고정 레벨로 변경하여 상기 메모리 셀들에 제공하는 단계를 포함하는 메모리 장치의 구동 방법.
A first self refresh mode for performing a self refresh operation for saving data stored in memory cells without a normal mode and an external command and a time required for returning to the normal mode is shorter than a reference time, And a second self-refresh mode in which a time required to return to the normal mode is longer than the reference time,
Generating and supplying to the memory cells a first driving voltage having a first variable level that varies according to an operating temperature of the memory device in the normal mode;
Changing the level of the first driving voltage to a first fixed level that is constant regardless of the operating temperature and providing the level of the first driving voltage to the memory cells when entering the first self-refresh mode; And
When the memory cell enters the second self-refresh mode, changes the level of the first driving voltage to a second fixed level lower than the first variable level and the first fixed level and constant regardless of the operating temperature, To the memory device.
제1 구동 전압에 기초하여 동작하는 복수의 메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이;
제1 제어 신호 및 제2 제어 신호에 기초하여 상기 제1 구동 전압의 레벨을 조절하기 위한 제1 전압 제어 신호를 발생하는 제1 전압 컨트롤러; 및
전원 전압 및 상기 제1 전압 제어 신호에 기초하여 상기 제1 구동 전압을 발생하고, 정상 모드에서 상기 제1 구동 전압의 레벨을 제1 레벨로 설정하고, 외부 커맨드 없이 상기 메모리 셀들에 저장된 데이터를 보존하는 셀프 리프레쉬(self refresh) 동작을 수행하고 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간이 기준 시간보다 짧은 제1 셀프 리프레쉬 모드에서 상기 제1 구동 전압의 레벨을 제2 레벨로 설정하며, 상기 셀프 리프레쉬 동작을 수행하고 상기 정상 모드로 돌아가는데 소요되는 시간이 상기 기준 시간보다 긴 제2 셀프 리프레쉬 모드에서 상기 제1 구동 전압의 레벨을 상기 제1 레벨 및 상기 제2 레벨보다 낮은 제3 레벨로 설정하는 제1 전압 발생기를 포함하는 메모리 장치.

A memory cell array including a plurality of memory cells operating based on a first driving voltage;
A first voltage controller for generating a first voltage control signal for adjusting a level of the first driving voltage based on a first control signal and a second control signal; And
Wherein the control circuit generates the first driving voltage based on the power supply voltage and the first voltage control signal, sets the level of the first driving voltage to a first level in a normal mode, and stores data stored in the memory cells without an external command Refreshing operation in which the time required for returning to the normal mode is shorter than the reference time, the level of the first driving voltage is set to the second level in the first self-refresh mode, and the self- Refresh mode in which the time required for returning to the normal mode is longer than the reference time, and a first voltage that sets the level of the first driving voltage to a third level lower than the first level and the second level in a second self- Lt; / RTI &gt;

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